第二章電子控制系統(tǒng)信息的獲取和轉(zhuǎn)換PPT課件

.,1,第二章電子控制系統(tǒng)信息的獲取與轉(zhuǎn)換,認識常見的傳感器及其應用,.,2,什么是傳感器,傳感器的作用,認識常見的傳感器類型,傳感器的檢測,認識常見的傳感器,傳感器的應用,.,3,思考光控燈是怎么工作的？,思考聲控燈是怎么工作的？,我國第一位進入太空的宇航員楊利偉遨游在遙遠的太空時，地面上的醫(yī)生怎么樣才知道他的身體狀況呢？,.,4,一、什么是傳感器,第一節(jié)認識常見的傳感器,將非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定關系的電量輸出的裝置，稱為傳感器。,.,5,第一節(jié)認識常見的傳感器,傳感器是如何轉(zhuǎn)換信息的?,聲音信息,傳感器,電信號,光信息,傳感器,電信號,.,6,第一節(jié)認識常見的傳感器,二、傳感器的作用,輸入,傳感器,控制（處理）,電子電路,輸出,執(zhí)行器等,.,7,第一節(jié)認識常見的傳感器,討論,為什么一定要通過傳感器完成信息的檢測工作呢？,因為電子控制系統(tǒng)的控制過程是由電子電路來完成的，電子電路所能處理的只能是電信號。如前面所講的聲控燈、光控路燈的控制，聲音和光都不是電信號，必須把這些非電信號轉(zhuǎn)換為電流、電壓等電信號后，才能通過電子電路來傳輸、處理、存儲和輸出，實現(xiàn)電子控制。,傳感器能模擬人的感覺器官，可以更為準確的獲取外界的輸入信息，以便處理。,.,8,第一節(jié)認識常見的傳感器,三、常見傳感器的類型和作用,傳感器的類型很多，常見的有：光敏傳感器、熱敏傳感器、聲敏傳感器、濕敏傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器、位移傳感器等。由于它們各自的材料不同和結(jié)構上的差異，它們所轉(zhuǎn)換的信息也各不相同。,.,9,第一節(jié)認識常見的傳感器,熱敏傳感器,力敏傳感器,濕敏傳感器,力敏傳感器,氣敏傳感器,觀察p25-26頁,.,10,小試驗,按照以下電路圖連接元器件，觀察光線的變化對LED的影響。,第一節(jié)認識常見的傳感器,1.光敏傳感器,.,11,第一節(jié)認識常見的傳感器,有光照時電阻?。◣资甂以下），電路接通；無光照時電阻大（10M以上），電路斷開，由此把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。,結(jié)果分析,.,12,小試驗,按照以下電路圖連接元器件，觀察聲音對聲控燈泡亮、滅的影響。,聲控燈泡,第一節(jié)認識常見的傳感器,2.聲敏傳感器,.,13,第一節(jié)認識常見的傳感器,能通過聲音引起的振動產(chǎn)生微弱的電信號。由此把聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號。,結(jié)果分析,.,14,第一節(jié)認識常見的傳感器,3.磁敏傳感器（干簧管）（p21頁）,小試驗,按照以下電路圖連接元器件，并將磁鐵移近、移出干簧管，觀察燈泡的亮、滅。,.,15,第一節(jié)認識常見的傳感器,無磁場時，兩個簧片相互分離，干簧管處于“關斷”狀態(tài)；當有磁場時，鐵合金簧片被磁化，兩個簧片相互吸引，干簧管處于“接通”狀態(tài)。由此把磁信號轉(zhuǎn)換為電信號。,結(jié)果分析,.,16,小試驗,4.熱敏傳感器（熱敏電阻）,第一節(jié)認識常見的傳感器,按照以下電路圖連接元器件，接通電源，再用手握住熱敏電阻，觀察燈泡的亮度的變化。,.,17,熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化，從而控制電路中電流通斷或大小，由此把溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。,第一節(jié)認識常見的傳感器,.,18,馬上行動（P22）,第一節(jié)認識常見的傳感器,力敏傳感器,接受,信息，并轉(zhuǎn)換為電信號,接受聲信號，并轉(zhuǎn)換為電信號,位移傳感器,接受,并轉(zhuǎn)換為,超聲波傳感器,接受,并轉(zhuǎn)換為,力,聲敏傳感器,位移信息,電信號,超聲波信息,電信號,.,19,第一節(jié)認識常見的傳感器,四、傳感器的檢測,為了確定傳感器的質(zhì)量好壞，必須對它進行檢測。在精度要求不高的檢測時，通常可以用多用電表。,.,20,第一節(jié)認識常見的傳感器,分組試驗1,按照課本第23頁的試驗要求和步驟分小組進行試驗，并認真記錄試驗數(shù)據(jù)。,光敏電阻的檢測,.,21,第一節(jié)認識常見的傳感器,分析總結(jié),請三個小組代表上黑板呈現(xiàn)試驗結(jié)果。,通過以上試驗，總結(jié)檢測傳感器有哪幾種方法。,測量電阻和測量電壓,.,22,第一節(jié)認識常見的傳感器,分組試驗2,熱敏電阻的檢測,按照課本第24頁的試驗要求和步驟，分小組進行試驗，并認真記錄試驗數(shù)據(jù)。,.,23,第一節(jié)認識常見的傳感器,試驗總結(jié),請三個小組代表上黑板畫出在不同溫度下，熱敏電阻的阻值和兩端電壓值變化的曲線。,通過以上曲線分析熱敏電阻的阻值變化的規(guī)律。,.,24,能力展示,空調(diào)的溫度自動控制過程應該選擇什么傳感器？,第一節(jié)認識常見的傳感器,.,25,第一節(jié)認識常見的傳感器,圖為水位自動控制系統(tǒng)，磁環(huán)可以隨著水位沿著傳感器上下移動，將水位信息轉(zhuǎn)換為電信號后送給控制箱，實現(xiàn)閉環(huán)控制。你認為選擇什么傳感器比較合適。,能力展示,.,26,第一節(jié)認識常見的傳感器,參考答案,空調(diào)使用的傳感器是熱敏傳感器。,水位自動控制系統(tǒng)可以采用磁敏傳感器（干簧管傳感器）。,.,27,第一節(jié)認識常見的傳感器,小結(jié),自然界中的信息大都是以非電量信息存在，在實現(xiàn)電子控制時，就需要通過傳感器將這些非電量信息轉(zhuǎn)換為電量信息，實現(xiàn)電子系統(tǒng)控制。不同的非電量信息在實現(xiàn)電子系統(tǒng)控制時，就需要通過不同的傳感器實現(xiàn)電量信息的轉(zhuǎn)換。,.,28,思考,為什么傳感器比人的感覺系統(tǒng)精確性、可靠性更好？（28頁思考）傳感器在生活、生產(chǎn)中有哪些應用？（30頁馬上行動）,第一節(jié)認識常見的傳感器,.,29,知識回顧,光敏傳感器,聲敏傳感器,氣敏傳感器,味敏傳感器,壓敏、熱敏、濕敏、傳感器,眼睛,耳朵,鼻子,舌頭,皮膚,傳感器,控制器,執(zhí)行器,五官,大腦,肢體,.,30,第二節(jié)傳感器的應用,為什么傳感器比人的感覺系統(tǒng)精確性、可靠性更好？,思考,3.傳感器轉(zhuǎn)換的信號與它獲取的信息有嚴格的一一對應關系。,4.傳感器產(chǎn)品都是經(jīng)過精確測試、檢驗和校正的。,5.傳感器測量數(shù)據(jù)重復性好。,1.人的感覺系統(tǒng)容易受到內(nèi)外各種因素的影響，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定性。,2.同時感覺的信息也難以準確表達。,.,31,第二節(jié)傳感器的應用,車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或等于20毫克/100毫升、小于80毫克/100毫升為飲酒駕車；血液中的酒精含量大于或者等于80毫克/100毫升為醉酒駕車。,中華人民共和國道路交通安全法規(guī)定：嚴禁酒后駕車。為了防止酒后駕車，交通警察使用酒精濃度測試儀檢測可疑駕駛員是否酒后駕駛。酒精濃度測試儀中就使用了對酒精敏感的氣敏傳感器。,.,32,第二節(jié)傳感器的應用,氣敏傳感器可以將獲取的氣體信息轉(zhuǎn)換為電信號。利用不同的半導體材料對不同氣體敏感的特性，可以制造出檢測不同氣體的氣敏傳感器。氣敏傳感器的電阻值隨被檢測氣體的濃度和成分而變化。氣敏傳感器的靈敏度很高即使空氣中待測氣體的含量不到千分之一，氣敏傳感器的電阻值也會產(chǎn)生很大變化。,一、氣敏傳感器的應用,.,33,第二節(jié)傳感器的應用,思考,這樣稱重準確嗎？什么秤能夠提高準確性呢？,.,34,第二節(jié)傳感器的應用,二、力敏傳感器的應用,當電阻應變片（力敏傳感器）受到力的作用時，它的電阻值就會發(fā)生變。電子秤就是貨物重量的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化、電壓的變化，再經(jīng)過電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器后把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，最后送到液晶顯示器顯示出被稱物體重量，實現(xiàn)快速、準確稱重目的。,.,35,第二節(jié)傳感器的應用,馬上行動(P29),在學習曹沖稱象的故事時，你一定很佩服他的睿智?，F(xiàn)在，你能不能用一種更方便、更快捷、更準確的方法來稱象呢？并簡要說明原理。,.,36,第二節(jié)傳感器的應用,軌道衡是稱量大宗貨物的計量器具，能夠準確而高效地稱量鐵路車輛裝載的貨物重量。它的工作原理就是通過力敏傳感器把車和貨物的重量信息轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器后把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量最后送到液晶顯示器顯示出被稱物體重量，實現(xiàn)快速、準確稱重目的。,舉例,還有哪些通過力敏傳感器稱量大宗貨物的計量器具？,.,37,第二節(jié)傳感器的應用,思考,如何對生產(chǎn)線上高速流動的啤酒進行快速、準確地計數(shù)呢？,.,38,第二節(jié)傳感器的應用,三、光敏傳感器的應用,在傳送帶的兩側(cè)分別安裝光源和光敏傳感器，當被測瓶子位于光源和傳感器之間時，傳感器無光照；被測瓶子不在光源和傳感器之間時，傳感器有光照，這樣，通過它輸出的電信號發(fā)生的變化便可以計數(shù)。,.,39,第二節(jié)傳感器的應用,在自動檢測的傳送帶上，若利用光的反射原理檢測瓶子上是否有瓶蓋，應如何安裝傳感器？,.,40,第二節(jié)傳感器的應用,對于一些簡單的重復性工作，時間一長，人們?nèi)菀灼冢踔翆е鹿ぷ魇д`。傳感器可以在減輕工作強度的同時，做出更精確、快捷的判斷。,就你的經(jīng)驗而言，日常生活和工作中哪些重復性工作可以采用光敏傳感器做幫手？,1.,2.,3.,進入場、館人數(shù)的統(tǒng)計。,對生產(chǎn)和工作環(huán)境的安全監(jiān)控和報警。,對軋制鋼板或紙張厚度的檢驗。,.,41,第二節(jié)傳感器的應用,觀察思考,人走近自動門時，門為什么能自動打開？,.,42,第二節(jié)傳感器的應用,以上探討的光敏傳感器，是對可見光敏感的普通光敏傳感器。還有一種傳感器是對紅外線敏感的，稱為紅外光傳感器。當紅外光傳感器接受到紅外光（線）時，電阻值產(chǎn)生變化，如果接在電路則會產(chǎn)生電壓或電流的變化，從而將紅外光信息轉(zhuǎn)換為電信號，自動門就是利用紅外光傳感器實現(xiàn)自動開關的。,紅外光傳感器還有哪些應用？,四、紅外光傳感器的應用,.,43,第二節(jié)傳感器的應用,應用夜視儀能夠幫助人們在漆黑的夜里看到周圍的景物。,.,44,第二節(jié)傳感器的應用,五、超聲波傳感器的應用,超聲波有兩個重要特性。一是它的方向性好，它的頻率比音頻高，遇到物體后超聲波會反射，物體的密度不同，反射程度也不同，通過接收和處理反射波就可以知道物體的方位和距離。二是它在水里可以傳播很遠的距離，因此可用超聲波檢測人體內(nèi)部的病變。,.,45,你知道超聲波傳感器還有哪些應用？,第二節(jié)傳感器的應用,舉例,聲吶的應用,超聲波測距,超聲波清洗,超聲波檢測焊縫,超聲波測海底,超聲波測魚群,.,46,第二節(jié)傳感器的應用,思考（P32）,1.閱讀以下材料，分析聲吶的工作原理：,第一次世界大戰(zhàn)時，法國科學家朗之萬發(fā)明了能探測水下目標的儀器，叫聲吶。它不僅能夠確定目標的方位、距離，甚至還能分析潛水艇的許多性能。另外，它也可用于港口導航、探測暗礁和魚群等。,2.火星探測器已登上了火星，并對火星進行了探測。你認為火星探測器上需要使用哪些傳感器？請?zhí)顚懴卤怼?.,47,第二節(jié)傳感器的應用,參考答案,第1題答：聲吶根據(jù)超聲波在水下發(fā)射至目標物和反射回來所用的時間及在超聲波水中的傳播速度，就可以計算目標的距離。,第2題答：,.,48,第二節(jié)傳感器的應用,想一想,在這里，熱敏電阻隨著室內(nèi)溫度的變化而變化，并把溫度信息轉(zhuǎn)換為電信號，從而控制空調(diào)的自動調(diào)溫過程。,六、熱敏傳感器的應用,熱敏傳感器還有哪些應用,熱敏電阻,.,49,第二節(jié)傳感器的應用,討論（P33）,煉鋼爐中，鋼水的溫度可達1000以上。要檢測灼熱的鋼水的溫度，能否使用熱敏傳感器直接測量？,.,50,第二節(jié)傳感器的應用,熱敏電阻的溫度計測量的溫度范圍為0400，故不能用熱敏電阻測量?？捎勉K鍺-鉑熱電偶，其使用溫度可達1400；也可使用光學高溫系統(tǒng)與標準溫度想比較，測定溫度。因為任何物質(zhì)都輻射出其波長與所處溫度相對應的電磁波，當溫度超過700時，物體將輻射可見光，用肉眼即可觀察到發(fā)光。,參考答案,.,51,第二節(jié)傳感器的應用,聲音放大的原理是聲敏傳感器（話筒）的膜片在聲波下產(chǎn)生振動使得處于磁場中的與膜片相連的線圈中產(chǎn)生變化的感應電流。從而把聲音信息轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過功率放大器，把聲音放大。,七、聲敏傳感器的應用,.,52,第二節(jié)傳感器的應用,綜合實踐,1.在下面的電路中有四個輸入端，在和之間連接一只自制的濕敏傳感器上滴幾滴水，調(diào)節(jié)可變電阻RP，使發(fā)光二極管發(fā)光。那么，這個工作系統(tǒng)有哪些用途？如果不滴水而是干燥的，電路處于什么狀態(tài)？,2.在下圖中，若用導線連接和，用一根細裸導線接在和之間，當裸導線斷裂時，發(fā)光管發(fā)光。想一想，這個控制系統(tǒng)有什么用途？,.,53,第二節(jié)傳感器的應用,電路圖,.,54,第二節(jié)傳感器的應用