5.3 大显身手的传感器 学案 word版含答案

第3节
大显身手的传感器
学案
学习目标：
1．了解传感器在洗衣机水位控制装置上的应用。
2．了解传感器在自动门上的应用。
3．了解传感器在指纹识别器上的应用。
4．了解传感器在机器人中的应用
基础知识：
一．洗衣机水位控制装置：
压力传感器在洗衣机水位控制装置中的应用
二．自动门：
红外线传感器在自动门中的应用，及自动门的工作流程。
自动门使用了红外线传感器。当有人接近自动门时,红外线传感器能接收人体发出的红外线,产生电压输出信号;信号经过电路处理后,使定时器工作,从而驱动电路工作,完成自动关闭门的工作。
三．指纹识别器
有一种指纹识别器是通过电容传感器识别指纹的。该传感器表面集合了300×300个电容器极板,其外表面是绝缘的。当用户的手指放在绝缘表面上时,皮肤就组成了电容阵列极板的另一面。由于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同,使电容阵列中不同位置的电容器的电容值也不相同。通过读取这些电容的差异,就能够获取指纹纹信息。
电容传感器在指纹识别器上的应用。
四．传感器与机器人
机器人是一种拟人化的电子机械装置。具有运动、感觉和判断功能。它由机械系统、传感器系统、信息处理和控制系统组成。其中传感器系统在其中起着非常重要的作用。
重难点理解：
自动洗衣机如何控制水位：
向洗衣机桶内注水时,气室内的气体压强增大,在压力的作用下传感器的膜片向上凸起。当筒内的水位到达设定的高度时,凸起的膜片使动触点a与静触点b脱离,并与静触点c接触,从而接通控制电路,关闭进水阀门,接通洗涤电。
典例1、图示是电容式话筒的示意图,它是利用电容器制成的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中的其他量发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两极板间的(　　)。
距离变化
B.正对面积变化
C.介质变化
D.电压变化
A　【解析】这个声传感器属于电容式传感器。由题意知,对着话筒说话时,振动膜前、后振动,则金属层和金属板间的距离改变,即电容器两极板间距改变,若将电容器近似看作平行板电容器,由C=可知,C∝。故导致电容变化的原因应该是电容器两极板间的距离变化,选项A正确。
巩固练习：
1.电子秤使用的是(　　)。
A.超声波传感器　　　B.温度传感器　　　　C.压力传感器　　　D.红外线传感器
2.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是(　　)。
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
3.传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是(　　)。
A.甲图中极板上的电荷量不变,若电压减少,可判断出h变小
B.乙图中极板上的电荷量不变,若电压增加,可判断出θ变大
C.丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则x变小
D.丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则F变大
4.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,在升降机中将重物放在压敏电阻上,压敏电阻接在如图甲所示的电路中,电流表示数变化如图乙所示,某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态,下列说法中正确的是(　　)。
A.0~t1时间内,升降机一定匀速运动
B.0~t1时间内,升降机可能减速上升
C.t1~t2时间内,升降机可能匀速上升
D.t1~t2时间内,升降机可能匀加速上升
参考答案：
1.C　2.A　3.BD　4.B