《大显身手的传感器》参考课件1

第3节大显身手的传感器一、洗衣机水位控制系统全自动洗衣机的水位控制装置使用了

传感器．当水位达到设定的高度时自动

进水电磁阀门，

洗涤电动机电源．压力关闭接通2．自动门工作流程1．控制自动门开关的是一种

传感器．二、自动门红外线三、指纹识别器指纹识别器是通过

传感器来识别指纹的．手指皮肤与电容传感器表面构成了

，由于指纹的凹凸导致不同位置的电容差异．电容电容阵列四、传感器与机器人1．机器人传感器的分类机器人传感器分为

传感器和

传感器．外部内部2．传感器用途(1)

传感器用于感知外部

和外界事物对机器人的

．使机器人拥有类似人的、

、触觉、嗅觉、味觉等感觉，从而使机器人具有拟人化的特点．(2)

传感器(如角度传感器、

等)，用于检测机器人的

．注意：在自动控制系统中传感器主要用来检测精确数据，检测是自动控制的首要环节．外部工作环境刺激听觉内部状态关节传感器一、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，如果让我们来设计一个自动控制装置，应如何设计呢？1．要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．2．要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．3．选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．4．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一般流程：1．应用传感器设计自动控制电路时，经常要用到电磁继电器来实现电路的通断．电磁继电器由两个电路构成，电路1为线圈与控制信号构成的电路，通过线圈的电流大小决定了线圈磁性的强弱．电路2为电磁继电器的衔铁所参与的电路，即被控电路，当线圈对衔铁的吸引力发生变化时，衔铁的位置发生变化，从而控制电路的接通或断开．2．在自动控制电路中，控制电路和被控电路可以分别设计，最后再把二者结合起来．特别提醒二、对机器人的进一步认识1．机器人的构成机器人主要包括三个部分：环境信息采集部分(相当于人的感觉器官)、环境识别和动作控制部分(相当于人的大脑)、动作部分(相当于人的手、脚等)．2．机器人的感觉传感器是机器人的感觉器官，外部传感器用于感知外部工作环境和外界事物对机器人的刺激，各种传感器与机器人的感觉的对应关系如下表：感觉所用传感器效果当前发展水平视觉视觉传感器(摄像机)使机器人拥有人眼的视觉功能离自然人的视觉水平相差甚远听觉超声波传感器语音识别装置使机器人拥有类似人耳的听觉功能能理解一些简单的语句，不能真正实现人机对话嗅觉气体传感器使机器人拥有类似人鼻的功能只能识别有限的几种气体，一般机器人没有嗅觉触觉压力传感器、温度传感器、位移传感器使机器人拥有类似人的皮肤和手的功能发展水平较高，虽不如人的感觉敏锐，但能完成大部分要求感觉所用传感器效果当前发展水平机器人的发展方向是高度拟人的人工智能机器人；但目前的电脑运算能力、传感器制造技术等均相距甚远．特别提醒如图5－3－1是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开．S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．课堂互动讲练类型一传感器与自动控制例1(1)分析电饭煲的工作原理．(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．(3)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？图5－3－1【思路点拨】知道温控开关S1的特点，再结合电路可分析此类问题．【解析】

(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；当温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮热，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．(3)如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合……温度只能在70℃～80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．【答案】见解析【点评】本题是关于电饭煲的自动控温开关，自动控温开关也是一种温度传感器，要能根据电路的串并联规律找到自动控制温度的原理．1.如图5－3－2所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L

为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A，B，C，D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是(

)变式拓展图5－3－2A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联解析：选A.由图可知A，B与电磁继电器线圈相连，所以A，B应接信号电压，控制电磁继电器工作与否，从而使C，D接通或断开，进而起到控制作用．机器人可以通过外部传感器来感知外部工作环境和外界事物，下列说法有误的是(

)A．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而减小B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，阻值一定随光亮度增加而减小C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音D．压力传感器可以使其有“手感”类型二传感器与机器人【思路点拨】根据机器人的构成及感觉的形成分析．【解析】热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻，正温度系数热敏电阻随温度的升高而减小，选项A错误．光敏