河北省清河挥公实验中学高中物理 6传感器的应用

河北省清河挥公实验中学高中物理 6传感器的应用

课题：传感器的应用2‎ ‎ 学 习 内 容 个 性 笔 记 ‎【学习目标】‎ ‎1.理解温度传感器的应用――电饭锅、测温仪的工作原理。‎ ‎2.理解光电传感器的应用――鼠标器、火灾报警器的工作原理。‎ ‎3.通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度传感器的应用 ‎4.通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究，认识光传感器的应用。‎ ‎【学习重点】‎ 温度、光传感器的应用原理及结构。‎ ‎【学习过程】‎ ‎1.温度传感器——电饭锅 ‎（1）电饭锅的内部结构（如图6－3－1所示）：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、弹簧、内胆底等构成．其中＿＿＿＿＿＿为主要元件，它是用＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿混合烧结而成的．它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到＿＿＿＿＿＿时，就失去＿＿＿＿＿＿性，不能被磁体吸引了．该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿．‎ ‎（2）电饭锅的工作原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．‎ 问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？‎ 思考与讨论：‎ ‎（1）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？‎ ‎（2）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？‎ ‎（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电 饭锅会自动地发生哪些动作？‎ ‎（4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？‎ ‎2．温度传感器的应用——测温仪 ‎(1)测温仪的原理：温度传感器要以把＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理．由于电信号可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温．‎ 测温元件：它可以是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿（利用该元件可以实现无接触测温）．‎ ‎（2）温度传感器测温仪有何优点？‎ ‎(3) 测温仪是如何工作的 ‎(4) 什么是热电偶？‎ ‎3．光传感器的应用——鼠标器 ‎（1）机械式鼠标器的内部结构：它由一个滚球、两个滚轴、两个＿＿＿＿＿＿（它的边缘开有许多等间距的小齿）、两个＿＿＿＿＿＿（LED）、还有两个＿＿＿＿＿＿（两个光传感器）等组成的．‎ ‎(2)机械式鼠标器的工作原理：当鼠标器在桌面上移动时，滚球的运动通过＿＿‎ ‎＿＿＿＿带动两个＿＿＿＿＿＿转动，红外线接收管就收到的＿＿＿＿＿＿，输出相应的＿＿＿＿＿＿．计算机分别统计x，y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的＿＿＿＿＿＿．‎ ‎(3)鼠标器的主要组成？‎ ‎(4)鼠标器中光传感器的主要部件是什么？。‎ 发光二极管 红外接收管 滚轴 码盘 滚球 ‎(5)鼠标器的工作原理？‎ ‎4．光传感器的应用——火灾报警器 ‎(1)烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和不透明的档板．‎ ‎（2）烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，＿＿＿＿＿＿收不到LED发出的光，呈现＿＿＿＿＿＿状态．烟雾进入罩内后对光有＿＿＿＿＿作用，使部分光线照射到＿＿＿＿＿＿，其电阻变＿＿＿＿＿＿与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报．‎ ‎ ‎ ‎（3）以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。‎ 实验：把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路，对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻受到的光照越强，电路中的电流越大。‎ 白天，将它放在教室中适合阅读的地方，记下电流表的读数，晚上，用它来测灯光对书桌的照明。比较两者的差别。‎ 还可以按照图乙，把光敏电阻R 的引脚穿过硬泡沫塑料板Z 而固定，再罩上内壁涂黑、长度足够的遮光简T ，避免杂散光的干扰然后分别把不同的光源L （如蜡烛、几种不同功率的白炽灯泡、日光灯管等）都放在与光敏电阻相同距离（例如‎1m ）的位置，比较它们的亮度。‎ 这个实验也可以用硅光电池来做。由于光电池在受到光照时可以自己产生电动势，所以电路中不用电源。‎ 想一想，怎样用如图所示的装置来制作一个摄影用的曝光表？‎ 典型例题：‎ 1. 温度传感器的应用 ‎【例1】如图甲为在温度为‎10℃‎ 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当 a、b端电压 Uab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab>0时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_________℃．‎