浙江省高二通用技术苏教版选修1课件：3.2-电子控制系统信息的获取与转换

第二部分电子控制系统信息的获取与转换-2-一二-3-一二一、认识常见的传感器考点1常见的传感器传感器是将非电学量转换为与之有确定对应关系的电学量输出的一种装置。传感器类型很多,常用的有光敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、声敏传感器、湿敏传感器、气敏传感器、力敏传感器和位移传感器等。由于它们各自的材料不同和结构上的差异,它们所转换的信息也各不相同。通常,每一类传感器有一个区别于其他类型传感器的电路符号,但是,同一类型传感器的外形又可能是多种多样的。-4-一二常见传感器的结构图和电路符号-5-一二-6-一二典例1以下列举的传感器实物中属于光敏传感器的是()解析:A是光敏传感器;B是干簧管;C是声敏传感器;D是电容。答案:A-7-一二对点演练1.如图所示的电路符号中属于湿敏传感器的是()答案解析解析关闭A是干簧管;B是湿敏电阻;C是热敏电阻;D是光敏电阻。答案解析关闭B-8-一二2.如图是干簧管的外形和内部结构,以下说法不正确的是()A.电子控制系统中,干簧管是获取外部信息的一种途径B.干簧管是一种磁敏传感器,当有磁铁靠近时,干簧管的两个簧片相互分离C.干簧管能把磁场信号转换为电流信号D.干簧管的两个电极没有正负之分答案解析解析关闭干簧管是一种磁敏传感器,当有磁铁靠近时,干簧管的两个簧片相互靠近,吸合。答案解析关闭B-9-一二考点2光敏传感器、热敏传感器的检测为了确定传感器的质量好坏,我们必须对它进行检测。在精度要求不高的检测时,通常可以用多用电表。1.测光敏传感器(1)按图连接电路(2)闭合开关,在不同光照强度下,用多用电表检测光敏电阻的阻值。-10-一二不同光照强度:①用手遮住光敏电阻的受光表面。②光敏电阻的受光表面暴露在教室的自然光下。③太阳光直接照射光敏电阻。光敏电阻具有体积小、重量轻、性能稳定和价格低等优点,因此得到广泛应用。当光线照射到光敏电阻上时,其电阻值就减小,在强光照射下,它的阻值可减小至几百欧,而在黑暗中它的电阻值可达到10mΩ左右。-11-一二2.测热敏传感器(1)按图连接电路。(2)闭合开关,在不同水温下,用多用电表检测热敏电阻的阻值。-12-一二不同水温:用温度计分别测量热敏电阻Rt在冷水和两次加热水时的温度值,用多用电表分别测量热敏电阻在上述三种不同温度下的电阻值和相应的电压值。测电阻时把开关断开,测电压时把开关闭合(测量时热敏电阻两端的裸露引线尽量离开水面)。热敏传感器又称温度传感器,它是利用材料的热敏特性,将温度的变化量转换成电信号变化量的器件,主要有利用温差导致热电动势(即热电效应)的热电偶、利用半导体材料温度特性做成的热敏电阻、集成化温度传感器和利用液体膨胀效应制作的温度计等。热敏电阻是用半导体材料制成的一种电阻值随温度变化而变化的特殊电阻。其电阻值随温度增加而增大的称正温度系数热敏电阻。实际上用的较多的是具有负温度系数的热敏电阻,即它的电阻值随温度升高而减小。-13-一二典例2〔2015·10浙江选考,17(2)〕当光线由强变弱时,光敏电阻Rt的阻值(在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“”处)。解析:当光线照射到光敏电阻上时,其电阻值就减小,在强光照射下,它的阻值可减小至几百欧,而在黑暗中它的电阻值可达到10mΩ左右。答案:①-14-一二对点演练某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性实验中,安装好如图所示装置,向杯内加入冷水,温度计的示数为20℃,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值R1,然后向杯内加入热水,温度计的示数为60℃,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是()A.应选用电流挡,温度升高换用大量程测量B.应选用电流挡,温度升高换用小量程测量C.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡D.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡答案解析解析关闭当温度计示数为60℃时,指针偏转角度变大,说明阻值变小了。因此温度升高时要换用倍率小的挡。答案解析关闭D-15-一二考点3常见传感器的作用传感器获得外界的输入信息,并通过它将非电学量信息转换成电信号输出。作为控制器的信号源,在电路中,通过它获取外界的信息,再转换为电信号传输给控制器去处理。在电子控制系统中,不同的传感器可以用来收集不同的变化信息,并把它们转换为电流、电压等电信号的变化,便于传输、处理、存储和输出。典例3传感器担负着信息采集的任务,以下不属于传感器任务的是()A.将力学量转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量解析:传感器是将非电学量转换为电学量的元件。答案:D-16-一二对点演练霍尔元件能实现哪两个量的转换()A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C.把力转换为电压这个电学量D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量答案答案关闭B-17-二一二、传感器的应用考点1传感器的常见应用传感器的用途很多,它被广泛应用于工业、农业、军事、环境保护和日常生活等各个领域。传感器可以用于科学测量。由于传感器转换的电信号与它获取的信息有严格的一一对应关系,而且用它来测量准确性较高,多次重复测量结果之间的误差很小,这是人靠感官来判断所不能做到的。传感器提高了检测的精确性和可靠性。(1)湿敏传感器:应用于湿度检测,比如土壤湿度、空气湿度等。(2)力敏传感器:应用于重力检测,比如电子秤等。(3)光敏传感器:应用于计数或者光控电路等,比如光控路灯、声光控灯等。(4)超声波传感器:应用于B超检查,探测水中物体等。-18-二一(5)温度传感器:应用于室内温度检测等,比如空调、冰箱等。(6)红外传感器:检测体温等。(7)电容式位移传感器:应用于位移、长度、厚度等检测。-19-二一典例1(2016·4浙江选考,12)现要将左侧电路用于下雨提示,当湿敏传感器MS检测到雨水时,接通电路,使V2发光。以下元器件与电路的连接中正确的是()-20-二一解析:当湿度增大时,湿敏电阻阻值减小。A选项,湿度最大,②的电压变低,变成低电平,三极管V1截止,发光二极管不发光。B选项,湿度最大,②的电压变高,变成高电平,三极管V1导通,发光二极管发光,能作为下雨提示。C选项,无论湿度如何变化,②的电压始终高电平,三极管始终导通,发光二极管始终发光。D选项,无论湿度如何变化,②的电压始终低电平,三极管始终截止,发光二极管始终不发光。因此选B。答案:B-21-二一对点演练1.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是()A.位移量B.湿度C.烟雾浓度D.速度答案答案关闭C-22-二一2.如图所示为某热敏电阻在不同温度下电阻值的变化曲线。现需要设计一水箱水温提醒器,用该热敏电阻作为传感器,当水温达到100℃时,蜂鸣器发出提醒声。以下符合上述设计要求的电路是()(电路图中Rt为热敏电阻)答案解析解析关闭与非门逻辑关系“有低出高,全高出低”,当一个输入端低电平的时候,输出就是高电平,因此A始终会响;或非门逻辑关系“有高出低,全低出高”,当一个输入端接高电平的时候,输出就是低电平,因此B始终不响;与非门一个输入端接高电平,相当于非门,因此温度越高,Rt阻值越小,另一个输入端为高电平,输出是低电平,因此温度高了,电铃不响了;或非门一个输入端接低电平,相当于非门,因此温度越高,Rt阻值越小,另一个输入端为低电平,输出是高电平,因此温度高了,电铃响了。答案解析关闭D-23-二一考点2传感器选择选择传感器进行检测,首先要考虑采用什么原理的传感器,并且还要考虑传感器的灵敏度、阻值范围、功耗、额定电压、被测位置对传感器的体积要求、测量方式为接触式还是非接触式、信号引出是有线的还是非接触测量等。-24-二一典例2如图是一款自动抽油烟机,当传感器检测到的油烟浓度高于某一值时,抽油烟机开始排烟。该控制系统的传感器应该选用()A.气敏传感器B.流量传感器C.压力传感器D.温度传感器解析:抽油烟机排出的是气体,应选气敏传感器。答案:A-25-二一对点演练光电鼠标在电脑中应用非常广泛,其原理是利用发光二极管照射移动表面(如图所示),并被反射回鼠标的光学传感器,用以记录鼠标移动动作,以此来捕捉移动位置的不同画面。该光电鼠标内部含有的传感器是()A.光敏传感器B.声敏传感器C.热敏传感器D.磁敏传感器答案答案关闭A