第3节　生活中的传感器
?第4节　简单的光控和温控电路(选学)(略)
   
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第4节
课标定位
学习目标：1.了解日常生活中常见的一些传感器及其应用．
2．感受传感器技术给人类生活带来的便利，了解传感器应用的设计思路．
重点难点：传感器在实际中的应用．
课前自主学案
传感器在家电中使用最多的是_____传感器，其次是湿度、气体、光、磁、压力、烟雾、声敏等传感器，详见教材P72表3－3－1.
一、洗衣机中的传感器
1．_____传感器；
2．_________传感器；
3．_____传感器；
4．_____传感器；
5．________传感器；
6．__________传感器；
7．_____传感器．
温度
水位
负载量
水温
布质
洗涤粉
脏污程度
脱水
二、电冰箱中的传感器
1．电冰箱主要由_____系统和_____系统两大部分组成．控制系统主要包括：温度自动控制、
_____温度控制、______及过电流保护等．
2．电冰箱运行时，由温度传感器组成的
________按设定的冰箱温度自动接通和断开电路，控制_____________的启动与停止．
三、家用报警器
1．____气体报警器和_____气体报警器．
2．_____防盗报警器和_____防盗报警器．
3．冲击防盗报警器由___________和_________两
制冷
控制
除霜
过热
温控器
制冷压缩机
有害
可燃
敲击
冲击
冲击传感器
执行电路
部分组成．其工作原理是：在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳呈_____状
态不会导通，一旦传感器受到外力冲击时，钢球受到扰动产生运动与外壳______，便可触发
_________，使报警装置开始工作．
四、传感器与人的感官
1．光传感器→人的______
2．化学、生物传感器→人的___、_____
3．力学和振动传感器、温度传感器→人的手、足、皮肤等．
4．声传感器→________
5．湿度、大气压传感器→人的整体感觉作出的判断．
断开
接通
执行电路
眼睛．
鼻
舌．
耳朵．
核心要点突破
一、各类传感器由敏感元件到转换电路的分析
1．洗衣机水位控制装置使用的压力传感器是一种开关型的传感器．当向内筒注水时，部分水进入气室，气室内压强增大，使传感器的膜片向上凸起，从而使动触点a与下面的静触点b分离，并与上面的静触点c接触，从而接通控制电路，关闭进水电磁阀门，同时接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物．
2．电冰箱的工作过程：电冰箱运行时，由温度传感器组成的温控器按设定的冰箱温度自动接通和断开电路，控制制冷压缩机的启动与停止．当给冰箱加热除霜时，由温度传感器组成的除霜温控器将会在除霜加热器达到一定温度时，自动断开加热器的电源，停止除霜加热．当压缩机负荷过大、发生某些故障以及电压过低或过高不能正常启动时，都可能引起电动机电流的增大而烧坏电动机，这时过热及过电流保护装置会及时切断电源，对电动机实行保护．
3．火灾报警器(如图3－3－1)
(1)组成：光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．
(2)工作原理：平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻减小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
图3－3－1
二、传感器与自动控制的设计
　传感器在自动控制系统中有着广泛的应用，小到儿童玩具，大到宇宙飞船，传感器的身影随处可见，如果让我们来设计一个自动控制装置，应如何设计呢？
1．要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．
2．要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．
3．选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
有一个自动控制装置电路如图3－3－2所示，其中M是质量较大的一个金属块，将装置固定在一辆汽车上，汽车启动时，________灯亮，原理是________．汽车刹车时，________灯亮．
图3－3－2
解析：当汽车启动时，由于惯性，金属块M后移，接通电路，点亮绿灯；同理刹车时，金属块前移，点亮红灯．
答案：绿　惯性　红
课堂互动讲练
         试说明下列各种场合分别选用了怎样的传感器：
(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路；
(2)马路两侧的路灯控制电路；
(3)气垫导轨上用的光电门；
(4)楼梯灯控制电路；
(5)宾馆的自动门；
(6)话筒；
(7)非接触式体温计；
(8)遥控电视机的接收器．
【精讲精析】　(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路主要应用了温度传感器；
(2)马路两侧的路灯控制电路主要应用了光传感器；
(3)气垫导轨上用的光电门主要应用了光传感器；
(4)楼梯灯控制电路主要应用了光传感器、声传感器；
(5)宾馆的自动门主要应用了光(红外线)传感器；
(6)话筒主要应用了声传感器；
(7)非接触式体温计主要应用了光(红外线)传感器；
(8)遥控电视机的接收器主要应用了光(红外线)传感器．
【答案】　见精讲精析
【方法总结】　熟悉各类传感器的原理和用途是解答此类问题的关键．
例如声控开关：当有声音时，比如人的脚步声，引起空气的振动，电路中产生微弱电信号，被放大后，声控开关接通，灯亮．由于电路中提前设置了默认的时间，一段时间后，开关自动断开，灯灭．
    图3－3－3是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动断开．S2是一个自动控温开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计．
图3－3－3
(1)分析电饭煲的工作原理；
(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
(3)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
【思路点拨】　弄懂原理，分清电路结构及各电阻电键的作用是解题的关键．
【自主解答】　(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80 ℃时，S2自动断开，S1仍闭合，温度升高到103 ℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70 ℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 ℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
能把水烧开，不能煮熟饭．
【答案】　见自主解答
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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