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文档之家› 第5章传感器及其应用本章优化总结
第5章传感器及其应用本章优化总结
1.确定传感器所感受到的物理量 传感器所感受到的物理量有力、热、磁、 光、声等. 2.转换电路把输出转换成电学量信号 通过转换元件把敏感元件的输出转换成电 学量信号,最后借助于转换电路把电学量信号 转换为便于处理、显示、记录或控制的量.
例1 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆 盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝,将 激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转动 轴平行,分别置于圆盘的上下两侧,且可以同步 地沿圆盘半径方向匀速移动,激光器连续向下发 射激光束,在圆盘转动过程中,当狭缝经过激光 器与传感器之间时,传感器接收到一个激光信 号,并将其输入计算机,经处理后画出相应图 线.图5-1甲为该装置示意图,图乙为所接收的 光信号随时间变化的图线,横坐标表示时间,纵 坐标表示接收到的激光信号强度,图中Δt1= 1.0×10-3 s,Δt2=0.8×10-3 s.
【答案】 见解析
【方法总结】 此类问题的关键是通过图 象提取信息以及明确传感器的用途.
专题2 自动控制电路的设计
各种传感器广泛应用于人们的日常生活、 生产中,如空调机、电冰箱、电饭煲、火灾报警 器、路灯自动控制器、电脑鼠标器等.传感器把 所感受的非电学量(如力、热、磁、光、声等), 转换成便于测量的电压、电流等电学量,与电路 相结合达到自动控制的目的.
Δti=2πdriT③ r3-r2=r2-r1=vT④ r2-r1=d2Tπ(Δ1t2-Δ1t1)⑤ r3-r2=d2Tπ(Δ1t3-Δ1t2)⑥ 由④⑤⑥式解得 Δt3=2ΔΔtt11-ΔtΔ2 t2
=2×1.10.×0×101-03-×3-0.08.×8×101-03-3 s≈0.67×10-3 s.
(1)利用图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度; (2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向; (3)求图乙中第三个激光信号的宽度Δt3.
图5-1
【解析】 (1)由题中图线读得,转盘的转动 周期
T=0.8 s①
角速度 ω=2Tπ=60..288 rad/s=7.85 rad/s.② (2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移 动(理由为:由于脉冲宽度在逐渐变窄,表明光 信号能通过狭缝的时间逐渐减少,即圆盘上对 应传感器所在位置的线速度逐渐增加,因此激 光器和传感器沿半径由中心向边缘移动). (3)设狭缝宽度为d,传感器接收到第i个脉 冲时距转动轴的距离为ri,第i个脉冲的宽度为 Δti,激光器和传感器沿半径的运动速度为v.
知识网络构建
专题归纳整合
专题1 传感器问题中的物理思维方法
传感器问题具有涉及的知识点多、综合 性强、能力要求高等特点,而传感器的形式 又多种多样,有的原理甚至较难理解.但不 管怎样,搞清传感器的工作原理及过程是求 解问题的关键.因此,求解时必须结合题目 提供的所有信息,认真分析传感器所在的电 路结构,这样才能对题目的要求作出解释或 回答.
例2 全自动洗衣机中,排水电磁阀是由程 序控制器控制其动作的.当洗衣机进行排 水和脱水程序时,电磁铁的线圈通电,使 电磁铁的铁芯2动作,牵引排水阀的活塞打 开,排出污水.牵引电磁铁的结构如图5- 2所示.
图5-2
当程序控制器的控制电流通过线圈时,线 圈和铁芯1产生一个强的磁场,使铁芯2磁化, 由于磁体相互作用,将铁芯2吸入线圈,此时 铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水.同样,控 制器不输出控制电流时,电磁铁将失去磁性, 弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位,从而关闭阀 门.想一想:
【答案】 见解析
【方法总结】 电路的自动控制是传感器 实际应用的组装和调试,都必须在综合运用相 关知识的前提下才能解决.这需要我们能够把 一个复杂的问题分解为若干较简单的问题,找 出它们之间的联系,从而能够灵活地运用物理 知识解决所遇到的问题.
高考真题演练
章末过关检测
(1)某时刻输入控制电流时,a为正,b为 负,则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极?
(2)a、b处输入的是正、负交变电流,铁芯 2是否仍然吸入线圈?与恒定电流相比会有什 么不同?
【解析】 (1)利用安培定则判断,A端为 S极,B端为N极.
(2)仍能吸入线圈,因为铁芯仍能被磁化, 且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作 用.但与恒定电流产生的因而会有振动而产生噪声.