第三节 传感器与继电器课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术选修一

第一讲常见的传感器 第三节 传感器与继电器 一、什么是传感器 传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装目前大多数传感器都是将非电信号转换成电信号的装置。 非电信号有温度、湿度、亮度、位移、力等物理量,也有与空气中的有害气体、水中的污染物质等相关的化学量,甚至还有与酶、微生物等相关的生物量。传感器能够将这些信号全部转换成便于输出和处理的电信号。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常见的传感器 (一)温度传感器 温度传感器是将温度量转换为电信号的元件。 热敏电阻是一种用半导体材料制成的温度传感器,它的特点是电阻值随温度变化而显著变化。将它接在电路中,就能直接将温度的变化转换为电量的变化。热敏电阻有NTC(负温度系数)热敏电阻和PTC(正温度系数)热敏电阻两种类型。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常见的传感器 (二)光传感器 光传感器是将光信号转换为电信号的元件。光敏电阻是用半导体材料制成的光敏感元件,它的特点是电阻率随光照强度变化而变化。光敏电阻接在电路中,就能直接将光信号的变化转换为电信号的变化。光敏电阻：入射光强，电阻值减小，入射光弱，电阻值增大 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常见的传感器 (三)湿度传感器 湿度传感器是将湿度量转换为电信号的元件。可用于检测土壤湿度、粮食的含水量等。湿度越大，电阻越小 (四)气敏传感器 气敏传感器是一种能获取气体信息并将其转换为电信号的元件。如:检测煤气、甲醛等。 (五)磁敏传感器 磁敏传感器是一种能将磁场改变转换成电信号的元件。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常见的传感器 (六)力敏传感器 力敏传感器是一种能将力学量转换成电信号的元件。如:电子杆、地震波分析等。 (七)红外传感器 红外传感器是一种能检测红外线的元件,能将红外线转换成电信号 (八)超声波传感器 超声波传感器是一种能接收超声波的元件,通过发送和接收超声波可以测试速度或距离。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 三、常见传感器的名称、外形和电路符号 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 【解析】本题主要考查电阻的电路符号与实物的对应关系。从电路图可知,凡应为光敏电阻,所以应选B项。 课堂练习 例1:图8-26中R应选用的类型是( )。 选C。 课堂练习 例2:图8-27所示是一款学生平板电脑,其内置了一个传感器,用于检测使用者离屏幕的距离。当使用者学习时,若头部与屏幕靠得太近,屏幕会弹出对话框,提醒使用者与屏幕保持距离。当使用者调整距离后,对话框消失，屏幕恢复正常功能。该传感器应该选择()。 A.湿度传感器 B.光敏传感器 C.红外传感器 D.压力传感器 【解析】本题主要考杳热敏电阻阻值变化与水温的关系。从题干可知,温度升高,电流表读数增大,即I增大,根据欧姆定律I=U/R可知,在电压U不变的情况下,1增大,则电路中电阻阻值变小,即R变小，所以应选B项 课堂练习 例3:如图 8-28所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表读数增大，则说明()。 A.在温度升高时,该热敏电阻阻值变大 B.在温度升高时,该热敏电阻阻值变小 C.半导体材料温度升高时,导电性能变差 D.半导体材料温度降低时，导电性能变好 第二讲 认识继电器 第三节 传感器与继电器 “如果让你控制一座大型化工厂的生产线，或者医院手术室的无影灯系统——你敢用第一种‘手动扳闸刀’的方式吗？为什么？” 一、电路控制与继电器 对用电设备的控制,不管是人工的还是自动的,最常用的措施通常都是断开电路或者接通电路。 要断开或接通电路,首选开关。例如,用一个闸刀开关控制一盏电灯的亮与灭。闸刀开关是人工控制的机械式开关,结构简单,价格低,在控制小功率、低电压和小电流的场合使用十分广泛。但当要控制的是大功率的用电设备或需要进行复杂控制时人工操作闸刀开关会遇到下面的问题。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 一、电路控制与继电器 第一,人工操作开关断开或者闭合的时间较长。 第二,当设备功能很多,其控制系统很复杂时,人工操作根本无法满足其准确、及时的控制要求。 第三,在开关断开或者闭合的瞬间,可能会产生很大的电弧,极易击伤或烧伤近距离操作的人员 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 一、电路控制与继电器 解决上述问题的有效方法之一是使用继电器。继电器能够安全、准确和及时地控制电路的通断。 继电器是指能够根据控制系统的控制命令自动接通或者断开电路,实现自动控制或保护用电的设备。 继电器的分类方法很多:按工作原理,可分为电磁继电器、感应继电器、晶体管继电器等;按输入信号的性质,可分为电压继电器、电流继电器、速度继电器、热继电器压力继电器等;按输出方式,可分为有触点继电器和无触点继电器。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常用的继电器 (一)有触点电磁继电器 如图8-29所示,A、B端是电磁继电器的输入端,通常接入较低电压。C、D、E是输出端,通常接高电压;C、D是常闭触点;C、E是常开触点。优点:可靠性高,体积较小,结构简单,灵敏度高。缺点:经常通断,影响寿命。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常用的继电器 (二)无触点继电器 如图8-30所示,无触点继电器通常采用晶体三极管或晶闸管控制电路的接通或断开。这种继电器没有触点系统,所以称为无触点继电器。优点:不产生电火花,可靠性高，无干扰,体掖傖匙积小，易集成。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、常用的继电器 (三)继电器的技术参数 额定电压:常用的直流电磁继电器的额定电压有6 V、12 V、24 V等。 吸合与释放电流:吸合时流过的最小电流或释放时流过的最大电流。 线卷功耗:指继电器线圈正常工作时消耗的功率。常见的有<0.2W、<0.4 W、<1.2W、<5 W、<7 W.<7.5 W等。 触点负荷:指继电器触点所承受的开路电压和闭合电流。常见的开路电压有110V、220V、380 V等。常见的闭合电流有:5A、10A、50 A、100A等。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 【解析】本题主要考查继电器的电路符号。A项表示继电器的线圈符号,即直流部分;B项表示继电器的常闭触点;C项表示可调电阻;D项表示继电器的常开触点。故选D。 课堂练习 例1:下列属于继电器常开触点符号是()o 【解析】本题主要考查常用的电子元器件的作用。A项电感具有滤波、阻流、调谐等作用;B项继电器可以实现以小控大,具有隔离输入电路和输出电路的作用;C项具有通交流隔直流、存储电能的作用;D项主要用于整流电路,使交流变直流。故选B。 课堂练习 例2:下列选项中,对输入电路和输出电路起到隔离功能的元器件是( ) 【解析】A、C、D项描述正确,B项继电器“以小控大”,输入直流电控制交流电,所以应选B项。 课堂练习 例3:下列选项中的元器件、电路符号及描述不正确的是()。 第三讲电子控制技术及电子控制系统 第三节 传感器与继电器 一、电子控制技术 以控制系统的思想和方法为基础,运用电子电路实现信号采集、处理和驱动执行的技术。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 二、电子控制系统 以电子技术为核心的控制系统。在电子控制系统中,有电阻、电感、电容等电子元件和二极管、三极管、集成电路等电子器件,它们相互作用、相互依赖,形成一个整体,实现控制的目的。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 三、电子控制系统的组成 电子控制系统由输入、控制(处理)、输出三部分组成,如图8-31所示。 输入部分:由各种传感器组成。输入信号可以是力、温度、湿度、磁场、光照强度等。控制部分:由具有控制功能的电子电路组成。能对输入信号进行比较、分析和处理，并发出指令。 输出部分:由电磁继电器、伺服电机等组成。可以控制声、光等。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 四、开环电子控制系统 开环电子控制系统以电子技术作为控制手段,系统的输出结果对系统的控制没有影响,被控量不会反馈回输入端,如图8-32所示。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 五、闭环电子控制系统 闭环电子控制系统能对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到输入端,对控制产生影响,如图8-33所示。 什么是干扰：使我们的控制偏离期望值，影响控制目标的达成因素。 【解析】本题主要考查电子控制系统的组成及各部分的作用。A、B、C项说法均正确,D项输出部分一般由继电器等带控制功能的元器件组成,光敏电阻一般用来输入信号,所以应选D项。 课堂练习 例1:下列关于电子控制系统的说法,错误的是(） A.开环电子控制系统由输入、控制、输出和被控对象四个部分组成 B.电子控制系统的输入部分通常用于把非电信号转换成电信号,大多由传感器组成 C.控制部分对输入信号进行处理、判断,输出控制信号 D.输出部分控制被控对象的工作,可由光敏电阻组成 【解析】本题主要考查电子控制系统的优点。电子控制系统体积小、质量轻、功耗低、寿命长，B、C、D项说法均正确,所以应选A项。 课堂练习 例2:下列关于电子控制系统的优点的说法,错误的是( ) A.电子控制功耗高、体积大 B.智能化程度高 C.可远距离控制 D.高速、准确 $