教學過程
一、複習預習
複習：1，感測器的工作原理
2，感測器的分類
二、知識講解
課程引入：
隨著人們生活水平的提高，感測器在工農業生產中的應用越來越廣泛，如走廊裡的聲、光控開關、溫度報警器、孵小雞用的恆溫箱、路燈的自動控制、銀行門口的自動門等，都用到了感測器．感測器的工作離不開電子電路，感測器只是把非電學量轉換成電學量，對電學量的放大，處理均是通過電子元件組成的電路來完成的。
這節課我們就來動手組裝光控開關或溫度報警器。
考點/易錯點1：感測器的應用例項
1.基本知識
(1)力感測器的應用——電子秤
①組成及敏感元件：由金屬梁和應變片組成，敏感元件是應變片．
②工作原理
金屬梁自由端受力f―→梁發生彎曲―→應變片的電阻變化―→兩應變片上電壓的差值變化
③作用：應變片將物體形變這個力學量轉換為電壓這個電學量．
(2)溫度感測器的應用例項
(3)光感測器的應用——火災報警器(如圖6－2－1甲)
①組成：發光二極體led、光電三極體和不透明的擋板．
②工作原理(如圖6－2－1乙)：平時光電三極體收不到led發出的光，呈現高電阻狀態，煙霧進入罩內後對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極體上，其電阻變小．與感測器連線的電路檢測出這種變化，就會發出警報．
圖6－2－1
2．思考判斷
(1)應變式力感測器可以用來測量重力．也可用來測牽引力．(√)
(2)常溫下，電熨斗上、下觸點應當是分離的，溫度過高時，觸點接觸．(×)
(3)電飯鍋內溫度達到100 ℃時，觸點分離，切斷電源，停止加熱．(×)
3．**交流
如圖6－2－2所示為一冷庫中的自動控溫裝置，容器中是導電液體，其液面與兩個電極剛剛接觸，試**分析其自動控溫原理．
圖6－2－2
【提示】 冷庫中溫度較低時，導電液體積較小，此時兩電極未與導電液接觸，製冷機不工作，當冷庫中溫度公升高，致使導電液受熱膨脹，體積增大，液面公升高，當液面與兩電極接觸時，電路接通，製冷機開始工作，冷庫溫度降低，導電液溫度降低，液面下降，當液面與電極分離時，電路斷開，製冷機停止工作
考點/易錯點2：感測器問題分析
【問題導思】
1．分析感測器問題的一般思路是什麼？
2．分析感測器問題時要注意哪些方面？
1．分析思路
物理感測器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉換為便於測量的電學量的器件．我們可以把感測器的應用過程分為三個步驟：
(1)資訊採集．
(2)資訊加工、放大、傳輸．
(3)利用所獲得的資訊執行某種操作．
2．分析感測器問題要注意四點
(1)感受量分析
要明確感測器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等．
(2)輸出訊號分析
明確感測器的敏感元件，分析它的輸入訊號及輸出訊號，以及輸入訊號與輸出訊號間的變化規律．
(3)電路結構分析
認真分析感測器所在的電路結構，在熟悉常用電子元件工作特點基礎上，分析電路輸出訊號與輸入訊號間的規律．
(4)執行機構工作分析：感測器的應用，不僅包含非電學量如何向電學量轉化的過程，還包含根據所獲得的資訊控制執行機構進行工作的過程．
三、例題精析
【例題1】
【題幹】如圖所示．兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、開關s與乙個n匝的線圈連線，線圈置於方向豎直向上的變化磁場b中．兩板間放一台小壓力感測器，壓力感測器上表面靜止放置乙個質量為m、電量為＋q的小球．s斷開時感測器上有示數，s閉合時感測器上恰好無示數．則線圈中的磁場b的變化情況和磁通量變化率分別是( )
a．正在增加b．正在減弱，＝
c．正在減弱d．正在增加，＝
【答案】d
【解析】 s閉合時感測器上恰好無示數，說明小球受豎直向上的電場力，且電場力大小等於重力．由楞次定律可判斷磁場b正在增強，根據法拉第電磁感應定律e＝n＝u，又q＝mg，得＝，故d正確．
【例題2】
【題幹】如圖是電飯煲的電路圖，s1是乙個磁鋼限溫開關，手動閉合後，當此開關溫度達到居里點(103 °c)時，會自動斷開，且不能自動閉合．s2是乙個雙金屬片自動控溫開關，當溫度低於70 °c時，會自動閉合；溫度高於80 °c時，會自動斷開．紅燈是加熱指示燈，黃燈是保溫指示燈，分流電阻r1＝r2＝500 ω，加熱電阻絲r3＝50 ω，兩燈電阻不計．
(1)分析電飯煲的工作原理；
(2)計算加熱和保溫兩種狀態下，電飯煲消耗的電功率之比；
(3)如果不閉合開關s1，能將飯煮熟嗎？
【答案】(1)見解析 (2)12∶1 (3)不能煮熟飯
【解析】(1)電飯煲盛上食物後，接上電源，s2自動閉合，同時手動閉合s1，這時黃燈被短路不亮，紅燈亮，電飯煲處於加熱狀態．加熱到80 °c時，s2自動斷開，s1仍閉合．水燒開後，溫度公升高至103 °c時，開關s1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處於保溫狀態．由於散熱，待溫度降至70 °c時，s2自動閉合，電飯煲重新加熱；溫度達到80 °c時，s2又自動斷開，再次處於保溫狀態．
(2)加熱時電飯煲消耗的電功率p1＝
保溫時電飯煲消耗的電功率p2＝
兩式中r並＝＝ω＝ω
從而有＝＝＝.
(3)如果不閉合開關s1，開始s2總是閉合的，r1被短路，功率為p1，當溫度上公升到80 °c時，s2自動斷開，功率降為p2，溫度降低到70 °c，s2自動閉合……溫度只能在70 °c～80 °c之間變化，不能把水燒開，不能煮熟飯．
【例題3】
【題幹】家用電熱滅蚊器電熱部分的主要部件是ptc元件，ptc元件是由鈦酸鋇等導體材料組成的電阻器，其電阻率ρ與溫度t的關係如圖所示．由於這種特性，ptc元件具有發熱、控溫雙重功能，若電熱滅蚊器環境溫度低於t1，以下判斷正確的是 ( )
a．通電後，其電功率先增大後減小
b．通電後，其電功率先減小後增大
c．當其產生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1或t2不變
d．當其產生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1～t2間的某一值不變
【答案】ad
【解析】從圖線上可以看出，如果通電前ptc元件的溫度tt2時，溫度會降低．故溫控點在t1～t2，即溫度保持在t1～t2間的某一值．綜上分析可知，本題的正確選項是a、d，即溫度控制點在圖象的兩個極值點之間
四、課程小結
(1)力感測器的應用——電子秤
①組成及敏感元件：由金屬梁和應變片組成，敏感元件是應變片．
②工作原理
金屬梁自由端受力f―→梁發生彎曲―→應變片的電阻變化―→兩應變片上電壓的差值變化
③作用：應變片將物體形變這個力學量轉換為電壓這個電學量．
第六章感測器及其工作原理
1 關於幹簧管，下列說法正確的是 a 幹簧管接入電路中相當於電阻的作用 b 幹簧管是根據熱脹冷縮的原理製成的 c 幹簧管接入電路中相當於開關的作用 d 幹簧管是作為電控元件以實現自動控制的 2 霍爾元件能轉換哪個物理量 a 把溫度這個熱學量轉換成電阻這個電學量 b 把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這...
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