Hãy nêu ví dụ về ứng dụng của cảm biến trong một lĩnh vực khoa học hay cuộc sống mà em biết

Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 7: Cảm biến - Kết nối tri thức

Câu hỏi 4 trang 44 Chuyên đề Vật Lí 11: Hãy nêu ví dụ về ứng dụng của cảm biến trong một lĩnh vực khoa học hay cuộc sống mà em biết.

Lời giải:

Cảm biến siêu âm là thiết bị điện tử đo khoảng cách của một đối tượng mục tiêu bằng cách phát ra sóng siêu âm, sau đó âm thanh phản xạ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Theo đó, bộ phát của cảm biến có khả năng tạo ra âm thanh nhờ sử dụng tinh thể áp điện. Còn bộ thu có vai trò tiếp nhận âm thanh đến và đi từ các vị trí khác nhau.

Cảm biến siêu âm có nguyên lý hoạt động dựa trên quá trình cho và nhận, có nghĩa là hệ thống cảm biến sẽ liên tục phát ra các sóng âm thanh ngắn với tần số cao hơn mức mà con người có thể nghe và có tốc độ lan truyền mạnh. Khi các sóng âm này gặp phải vật cản là chất rắn hay chất lỏng thì sẽ tạo ra các bước sóng phản hồi. Sau cùng, thiết bị cảm biến sẽ tiếp nhận, phân tích và xác định chính xác khoảng cách từ cảm biến đến vật cản.

Ứng dụng trên xe ô tô

Trên ô tô, thiết bị cảm biến siêu âm được gắn vào đầu và đuôi xe để đo khoảng cách và báo hiệu khi xe di chuyển gần đến các vật cản. Cụ thể, khi sử dụng, thiết bị này sẽ tạo ra các tia sóng hình nón để đo khoảng cách giữa các phương tiện hoặc chướng ngại vật đang đứng yên hay di chuyển. Quá trình này chỉ mất khoảng 1/1000 giây theo thời gian thực, nhờ đó người sử dụng có thể nhanh chóng phát hiện các vật cản xung quanh xe ô tô và kịp thời xử lý tình huống, tránh xảy ra va chạm.

Khi phát hiện ra chướng ngại vật, hệ thống sẽ gửi cho người lái cảnh báo âm thanh, hình ảnh kèm vạch màu xác định khoảng cách cũng như vị trí giữa xe đến vật cản. 

Ứng dụng cảm biến siêu âm để phát hiện các vật cản cho xe ô tô

Ngoài ngành công nghiệp ô tô, thiết bị cảm biến siêu âm còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như:

- Công nghiệp sản xuất: Thiết bị cảm biến ứng dụng trực tiếp trong quá trình phát hiện các hư hỏng của sản phẩm hay dùng để xác định kích thước và đo mức nhiên liệu của chất rắn.

- Cảm biến vân tay: Cảm biến này hoạt động bằng cách thu lại sóng âm được phản hồi lại từ làn da của người dùng. Khi người dùng đặt tay lên màn hình điện thoại, sóng siêu âm sẽ phát ra. Con chip thông minh trong điện thoại sẽ dựa vào các sóng siêu âm được phản xạ lại để vẽ dấu vân tay bằng hình ảnh 3D.

- Đo mức nước: Người dùng sẽ đặt thiết bị cảm biến siêu âm bên trên các bồn chứa để điều khiển hoặc báo động mức nước khi vượt cao hơn mức cho phép. Nhờ thiết bị này, người sử dụng vẫn có thể đo được các loại chất lỏng có tính chất ăn mòn mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp.

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 7: Cảm biến hay, chi tiết khác:

• Khởi động trang 43 Chuyên đề Vật Lí 11: Con người cảm nhận sự vật thông qua các giác quan. Tuy nhiên, có những vật chất mà chúng ta không thể nhận biết được bằng các giác quan....

• Câu hỏi 1 trang 44 Chuyên đề Vật Lí 11: Để phát thanh, người ta dùng máy tăng âm, bộ loa và micro. Trong ba thiết bị đó, thiết bị nào được gọi là cảm biến? Tại sao?....

• Câu hỏi 2 trang 44 Chuyên đề Vật Lí 11: Hãy kể tên một số thiết bị, vật dụng có sử dụng cảm biến mà em biết....

• Câu hỏi 3 trang 44 Chuyên đề Vật Lí 11: Hãy nêu sự khác nhau giữa cảm biến biến đổi trực tiếp và gián tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện.....

• Câu hỏi trang 45 Chuyên đề Vật Lí 11: Từ Hình 7.6, hãy nhận xét về mức độ thay đổi điện trở của điện trở quang theo cường độ sáng.....

• Câu hỏi trang 46 Chuyên đề Vật Lí 11: Để tránh dòng điện quá lớn đi qua một thiết bị điện người ta mắc nối tiếp thiết bị điện này với một điện trở nhiệt....

• Câu hỏi 1 trang 47 Chuyên đề Vật Lí 11: Tại sao điện trở quang và điện trở nhiệt lại có thể được sử dụng để làm cảm biến? ...

• Câu hỏi 2 trang 47 Chuyên đề Vật Lí 11: Phân biệt sự giống nhau và khác nhau giữa điện trở quang và điện trở nhiệt....

• Câu hỏi 3 trang 47 Chuyên đề Vật Lí 11: Từ đồ thị trong Hình 7.6 và Hình 7.9, em hãy cho biết điện trở quang và điện trở nhiệt NTC hoạt động trong vùng ánh sáng và nhiệt độ nào thì tốt?...

• Hoạt động trang 47 Chuyên đề Vật Lí 11: Thực hiện dự án tìm hiểu về cảm biến theo các bước sau:Bước 1: Xác định nhiệm vụ: Tìm hiểu về phân loại và nguyên tắc hoạt động của các loại cảm biến hiện nay.....

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật Lí 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 4: Biến điệu

• Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 5: Tín hiệu tương tự và tín hiệu số

• Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 6: Suy giảm tín hiệu

• Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 8: Bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra

• Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 9: Mạch điện đơn giản có sử dụng thiết bị đầu ra

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Cánh diều
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---