所示的位置，切断加热用电源光传感器的应用火灾报警器烟雾式火灾报警器的实物如下，烟雾做上升运动，到达天花板底下，烟感报警器通过烟发现火灾，所以烟雾式火灾报警器安装在天花板上有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的，其带孔的罩子内装有发光二极管光电三极管和不透明的挡板平时光电三极管收不到发出的光，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，其电阻变小与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报问题探索想想如果用电饭锅烧水，是否能够实现自动控温提示如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持不变，温度低于“居里点”，电饭锅不能自动断电只有水烧干后，温度升到才能自动断电，因此，用电饭锅烧水不能实现自动控温新课堂互动探究知识点力传感器的应用重点聚焦力电传感器力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号位移速度加速度等转化为电学信号电压电流等的仪器力电传感器广泛地应用于社会生产现代科技中，如安装在导弹飞机潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及防抱死制动系统等说明在有关力电传感器的计算中，必然涉及电路计算，注意欧姆定律及分压原理的应用电子秤的工作原理电子秤的测力装置是力传感器，它是由个金属梁和两个应变片起组成了测力部分在没有力的情况下，金属梁处于水平状态，梁的上下应变片的长度不变且相等，两应变片的电阻大小也相等，当给金属梁施加竖直向下的力时，金属梁会向下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变小，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力的大小应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量典例精析如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线的加速度该装置在矩形箱子的前后壁上各安装个力敏电阻组成的压力传感器两根相同的轻弹簧夹着个质量为的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另端分别压在传感器上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器在前，传感器在后，汽车静止时，传感器的示数均为取若传感器的示数为，的示数为，求此时汽车的加速度大小和方向当汽车以怎样的加速度运动时，传感器的示数为零解析如右图所示，依题意左侧弹簧对滑块向右的推力，右侧弹簧对滑块向左的推力，滑块所受合力产生加速度，根据牛顿第二定律有，得与同方向，即向前向右传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得合，得，负号表示方向向后向左答案向右向左方法归纳力传感器是种测量力的大小的工具此类题常与牛顿第二定律运动学的内容综合当只知道加速度的大小和方向，不知道物体的运动方向时，物体的运动情况有两种可能，方向的匀加速或相反方向的匀减速，不要漏掉其中种跟踪练习在奥运会上，运动员参加蹦床项目的比赛假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘出如图所示的曲线，当地的重力加速度为，依据图象给出的信息，求运动员的重力运动员的最大加速度运动员蹦离床的最源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过光敏电阻的电流和光强的关系曲线如下图所示，试根据这特性设计个路灯自动控制电路解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，流过光敏电阻的电流增大根据题意设计个路灯自动控制电路如下图所示控制过程是当有光照时，光电流经过放大器输出个较大的电流，驱动电磁继电器吸合衔铁使两个常闭触点断开当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个常闭触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作答案见解析方法归纳设计自动控制电路，常用的种仪器是电磁继电器，改变电磁铁中的电流，从而实现自动控制，无论是光敏电阻，还是热敏电阻，都是根据需要控制电流，从而控制电路跟踪练习如图所示，电源两端的电压恒定，为小灯泡，为光敏电阻，为发光二极管电流越大，发光越强，且与距离较近且不变，下列说法中正确的是当滑片向左移动时，消耗的功率增大当滑片向左移动时，消耗的功率减小当滑片向右移动时，消耗的功率可能不变无论怎样移动滑动触头，消耗的功率不变解析电源电压恒定，也就是说，并联电路两端电压恒定，当滑片触头向左移，二极管所在支路电流增大，二极管的发光强度增大，光敏电阻变小，灯泡所在支路电流增大，灯泡的功率增大，故选答案新思维随堂自测下列器件不是应用温度传感器的是电熨斗话筒电饭锅测温仪答案下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是应变片是由导体材料制成的当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之则变小传感器输出的是应变片的电压外力越大，输出的电压差值也越大解析应变片是由半导体材料制成的，错电阻，应变片拉伸，变大，值变大，应变片压缩，变小，值变小，正确传感器输出的上下应变片两端的电压差值，错外力越大，输出的电压差值也越大，正确，故选答案关于鼠标器与火灾报警器的理解，下列说法中正确的是机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，它的作用就是把光信号红外线脉冲转换成电信号电脉冲机械式鼠标器中的光传感器是由两个滚轴两个码盘两个红外线发射管和两个红外接收管组成的火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它的作用也是把光信号转换成电信号火灾报警器是利用烟雾对光的散射作用来工作的解析机械式鼠标器是光传感器，其中充当光传感器的是两个红外线接收管火灾报警器也是光传感器，其中的光传感器是光电三极管机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，作用是把光信号红外线脉冲转换成电信号电脉冲，故选项正确，选项错误火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它是利用烟雾对光的散射作用来工作的，因此选项正确答案新视点名师讲座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，如果让我们设计个自动控制装置，应如何进行呢要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理要明确应该选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转换为电学量输出选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制采用什么样的电路来实现自动控制总之，要明确传感器应用的般流程传感器感受信息转换放大传输执行机构如图所示的是种电子秤的原理示意图，为均匀的线性电阻，阻值为，长度为，两边分别有两个滑动头，可在竖直绝缘光滑的固定杆上保持水平状态而上下自由滑动弹簧处于原长时，刚好指着端，与托盘固定相连若间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小已知弹簧的劲度系数为，托盘自身质量为，电源电动势为，内阻不计，当地的重力加速度为求托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，到端的距离托盘上放有质量为的物体时，到端的距离在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是调节，使到端的距离也为，从而使间的电压为零校准零点后，将物体放在托盘上，试推导出物体质量与间的电压之间的函数关系式解析托盘的移动带动移动，使间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于为均匀的线性电阻，则其电阻与长度成正比由力的平衡知识可得，解得放上重物重新平衡后解得由闭合电路欧姆定律可知，由部分电路欧姆定律可得串，由于串，其中为间的距离，则，联立以上各式解得答案新情境激趣引航微型传感器微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元件制成的，将传感处理执行诸功能融为体的微机电系统微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大它使人类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间中进行如今，智能传感器和微型传感器已广泛用于生活生产军事科研等各个领域例如人体消化道智能诊查系统它包括粒微型探测胶囊和便携式体外接收存储装置体外超声控测定位装置体外数据处理系统患者服用粒微型探测胶囊，该胶囊从上到下经过整个消化道时，就会将各段消化道的压力温度值等参数记录下来并传输给体外接收与处理系统这种检查不会给患者造成创伤“蚂蚁”探测器每只“蚂蚁”探测器的大小与大胡桃相当，质量仅，通常带有个光传感器个红外接收器，以及防撞传感器防倾斜传感器和探测“食物”存在的传感器它可用于搜索炸弹“苍蝇”导弹它的体形如同苍蝇般大小，能不停地飞行几个小时，速度高达它能垂直升降，急速调头，悬停于空中，“隐身”潜伏，收发微波信息当将超微型窃听窃看装置粘在“苍蝇”导弹背上后，就可进行侦察传感器的使用，特别是智能传感器和微型传感器的开发利用，使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸，获取信息的手段更方便更快捷，涉及领域更广阔更深入新知识预习探索学习目标了解传感器在日常生活和生产中的应用了解传感器应用的般模式会设计简单的有关传感器应用的控制电路，提高分析解决问题的能力新知预习应变式力传感器的应用电子秤应变式力传感器的构造它是由金属梁和应变片组成，应变片是种敏感元件，多用半导体材料制成应变式力传感器的工作原理如下图所示弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴个应变片，在梁的自由端施力，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化就越大如果让应变片中通过的电流保持恒定，则上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小因此可得，外力越大，输出的电压差值也就越大应变力传感器的作用它能够把物体形变这个力学量转换成电压这个电学量温度传感器的应用电熨斗电熨斗的构造如下图所示它主要由调温旋钮升降螺丝绝缘支架弹性铜片触点双金属片电热丝金属底板等几部分组成双金属片温度传感器的作用是控制电路通断，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属电熨斗的工作原理常温下上下触点是分离的，设定温度时，通过调节调温旋钮，使弹性铜片下降，与弹性铜片相连接的上触点与下触点接通，这样电路接通，电热丝发热产生热量，温度升高，可以熨烫衣物这时双金属片也由于受热而膨胀，但因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开由于电路断开，电势丝不再发热，温度降低，双金属片恢复初态，电路又接通加热不难看出，双金属片温度传感器的作用就是控制电路的通断温度传感器的应用电饭锅电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体，它具有这样的性质常温下具有磁性，能被磁体吸引，当温度上升到约时，就失去磁性，不能被磁体吸引，因此这个临界温度直接决定了开关的动作如下图所示为电饭锅的结构图其工作过程如下开始煮饭时压下开关按钮，由于常温下感温铁氧体具有磁性，永磁体将吸引感温铁氧体，因此手松开后这个按钮不会恢复到图示位置，这时电饭锅处于接通状态煮饭时水煮沸腾时，水的温度保持沸点不变当饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度上升，当温度超过时，感温铁氧体失