Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến

MỞ ĐẦU 

Câu hỏi: Ngày nay, các thiết bị điện tử, đặc biệt là các thiết bị cảm biến được dùng phố biến trong nhiều lĩnh vực.

Ở Hình 1.1, cảm biến nhiệt độ bên trong lồng ấp trứng gà sẽ giúp bộ xử lí điều khiến các thiết bị sưởi ấm và làm mát để giữ nhiệt độ ổn định phù hợp với việc ấp trứng. Lồng ấp trứng giống như một gà mẹ khổng lồ mà sau mỗi lần "ấp ủ" đã cho ra đời hàng trăm chú gà con, giúp nâng cao năng suất ấp trứng gà.

Các cảm biến đã hoạt động theo cách thức như thế nào mà làm được những công việc như vậy?

Xem lời giải

I. BỘ CẢM BIẾN

Câu hỏi 1: Nêu đặc tính cơ bản của phần tử cảm biến.

Xem lời giải

II. PHÂN LOẠI CẢM BIẾN

Câu hỏi 2: Lấy ví dụ về thiết bị cảm biến ở nhà của bạn

Xem lời giải

Câu hỏi 3: Lấy ví dụ để phân loại các bộ cảm biến theo nguyên tắc hoạt động, hiệu quả kinh tế.

Xem lời giải

III. CẢM BIẾN SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ PHỤ THUỘC ÁNH SÁNG

Câu hỏi 4: Giá trị điện trở của LDR trong hình 1.6 thay đổi như thế nào khi cường độ ánh sáng tăng lên?

Xem lời giải

Câu hỏi 5: LDR được sử dụng làm một phần tử cảm biến như thế nào?

Xem lời giải

Câu hỏi 6: Vẽ sơ đồ khối thể hiện nguyên tắc hoạt động của bộ cảm biến dùng LDR làm phần tử cảm biến.

Xem lời giải

Câu hỏi 7: Hình 1.8 thể hiện sơ đồ mạch điện của một bộ chia điện thế. Nguồn điện có suất điện động 6,00 V và điện trở trong không đáng kể được mắc nối tiếp với điện trở cố định 120 $\Omega $ và biến trở có điện trở thay đổi từ 0$\Omega $đến 200$\Omega $.

Xác định phạm vi hiệu điện thế có thể có giữa hai đầu điện trở cố định.

Xem lời giải

IV. CẢM BIẾN SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ NHIỆT

Câu hỏi 8: Vẽ sơ đồ mạch điện thể hiện nguyên tắc dùng NTC làm phần tử cảm biến.

Xem lời giải

Luyện tập 1: Trên hình 1.12, điện trở của điện trở nhiệt NTC thay đổi từ 20 $k\Omega $ ở 20°C đến 100$\Omega $ ở 60°C. Tính hiệu điện thế ra giữa hai đầu điện trở nhiệt U_ra ở hai nhiệt độ này.

Xem lời giải

Luyện tập 2: Thay thế điện trở nhiệt trong Hình 1.12 bằng điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (LDR). Hiệu điện thế đầu ra U_ra sẽ tăng hay giảm khi LDR được chiếu sáng. Giải thích câu trả lời.

Xem lời giải

V. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Câu hỏi 9: Hãy nêu các tính chất của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng.

Xem lời giải

VI. THAM QUAN THỰC TẾ ĐỂ TÌM HIỂU THIẾT BỊ CẢM BIẾN

Câu hỏi 10: Khi tham quan thực tế, bạn cần chú ý điều gì để giữ an toàn cho bản thân và người khác?

Xem lời giải

Vận dụng

Dự án tìm hiểu cảm biến và khuếch đại thuật toán

1. Thảo luận để trả lời các câu hỏi sau

• Có thể phân loại cảm biến theo nguyên tắc hoạt động, phạm vi sử dụng, hiệu quả kinh tế bằng những ví dụ cụ thể nào?
• Nguyên tắc hoạt động của điện trở phụ thuộc ánh sáng và của điện trở nhiệt là gì?
• Làm thế nào để chuyển điện trở phụ thuộc ánh sáng và điện trở nhiệt thành phần tử cảm biến trong các bộ cảm biến?
• Tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng là gì?
• Thiết bị cảm biến được ứng dụng như thế nào?

2. Thảo luận, thống nhất nội dung cần tìm hiểu

3. Lập kế hoạch, thực hiện dự án của nhóm

Xác định các nhiệm vụ cần thực hiện để hoàn thành sản phẩm dự án phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm; xác định thời hạn hoàn thành phương tiện khảo xát, thu thập, xửlí thông tin và sản phẩm dự kiến

4. Thực hiện dự án, báo cáo và thảo luận

• Tiến hành tìm hiểu thử thập xử là thông tin theo kế hoạch và xây dựng sản phẩm trình bày trên lớp.
• Báo cáo về quá trình thực hiện và kết quả dự án tìm hiểu.

Xem lời giải