资源简介

(共21张PPT)
第二章　电子控制系统信息的获取与转换
知识体系
教材解读
一、辨识常用传感器
1.探寻人与传感器的关联
传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置,一般由敏感元件和输出部分组成,通过敏感元件获取外界的非电量信息并转换为电信号,通过输出部分输出。在电子控制系统中,传感器是必不可少的元件,是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。
2.检测常见传感器
为了确定传感器质量的好坏,我们必须对它进行检测。
光敏电阻是一种电阻式传感器,它将获取的外界光线变化的信息转换为电阻阻值变化的信号,可以用来检测光的强度。
对于光敏电阻这类电阻式传感器的检测,在精度要求不高时,可以用多用电表测量它的电阻值随外界信息变化而变化的情况。
温度传感器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)制成的热电偶、利用半导体材料温度特性制成的热敏电阻、集成化温度传感器和利用液体膨胀效应制成的温度计等。
二、传感器的应用
1.辨析传感器的类型
常用的传感器有亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、磁场强度传感器、气体传感器、声压传感器、力传感器和位移传感器等。
常见传感器的结构图与电路符号
传感器类型 结构图 传感器名称 电路符号 获取的信息
亮度传感器 光敏电阻 光信息
温度传感器 热敏电阻 温度(热)信息
湿度传感器 湿敏电阻 湿度信息
磁场强度传感器 干簧管(常开型) 磁场信息
2.体验传感器的应用
传感器可以用于简单的重复性工作。传感器可以在减轻人们工作强度的同时,作出更精确、更快捷的判断。传感器可以用于科学测量。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,提高了检测的精确性和可靠性。
人可以通过感官来获取外界的信息,但一些环境对人体有害或者人无法适应,如高温、高压、有毒、有辐射的环境,还有一些环境是人无法到达的,如人体内部。在这些情况下,我们更需要用传感器来获取信息。
传感器 用途 温、湿度传感器 检测棉花的温度和湿度 用于科学测量
应变式称重传感器 (力传感器) 电子秤称物体的质量 温度传感器 红外测温仪测体温 亮度传感器 传送带自动计数 用于简单重复的工作
电容式位移传感器 干手器吹干手上的水 超声波传感器(声敏传感器) B超检测人体内部的病变 用于对人体有害或人
无法到达的环境
汽车倒车测距防撞 3.制作土壤湿度测试器
要进行一个具体的测量工作,首先要考虑的是测量何种物理量,如温度、湿度、光线等;因同一物理量有很多种原理的传感器供选择,故还要考虑不同传感器的测量原理。哪种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量事物的特点和传感器的使用条件而定。如量程的大小,被测位置对传感器体积的要求,测量方式为接触式还是非接触式,信号的引出方式是有线的还是非接触测量等。
典例变式
[典例1] (2023·浙江1月选考)小明准备在面包板上搭建如图所示的电路,并探究5脚、2脚、3脚之间的电位关系,下列器材中不需要的是(　 　)
D
解析:本题考查面包板的电路搭接与测试。A是杜邦线,B是数字式万用表,C是电源,D是电烙铁,在面包板上搭接电路时,无须焊接。
[变式1] 气体传感器是一种获取气体信息并转换为电信号的元件,它能对气体作出检测、判别。以下应用能通过气体传感器来实现的是(　 　)
A.家用温度计气温检测 B.工业锅炉气压检测
C.煤气泄漏检测 D.汗蒸房内的空气湿度检测
C
解析:气体传感器用来检测气体浓度、判别气体类型,它不能检测气体的温度、湿度和气压。气体的温度、湿度和气压应该选择对应的温度传感器、湿度传感器和力传感器进行检测。煤气泄漏检测只需检测空气中的煤气浓度,因此可以用气体传感器实现。
[典例2] (浙江选考真题)下列传感器中可用于位置检测的是(　 　)
A
解析:本题考查常见的传感器。A是干簧管,可检测磁铁的靠近与远离,故可配合磁铁一起用于位置检测;B是热敏电阻,用于检测温度变化;C是湿敏电阻,用于检测湿度变化;D是气体传感器,用于检测气体浓度变化,故选A。
[变式2] 如图所示为一款换气扇,要使其在光照或者温度升高时都能自动启动,下列传感器的选择,最适合的是(　 　)
A.只需要亮度传感器
B.亮度传感器和温度传感器
C.只需要温度传感器
D.湿度传感器和气体传感器
B
解析:题中提到有光照或温度升高时换气扇都能自动控制,由此可见需要两个传感器,一个是亮度传感器,一个是温度传感器。
如何选择传感器
重难拓展
1 弄清楚到底需要检测哪个量,是闭环的输出量还是开环的输入量
2 清楚这个量是测哪类物理量。例如需要测的是水位,就用水位传感器
3 如果没有直接测量该类量的传感器,看看是否能转换成相近的某类物理量进行测量,可以通过换算间接得到
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