江西省吉安市永丰中学高二人教物理选修32课件6.2传感器的应用共33

1、6.2、传感器的应用,第六章 传感器,永丰中学物理组,第二节 传感器的应用,第六章 传感器,传感器应用的一般模式：,第二节 传感器的应用,第六章 传感器,1、力电传感器的应用电子秤,（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？ （2）简述力传感器的工作原理。 （3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？,第六章 传感器,原理分析：,力电阻变化 电压,1、力电传感器的应用电子秤,第六章 传感器,(1).电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的?,(3).应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？,(2).简述力传感器的工作原理.,装置:力传感器 组成:金属梁和应变片,两个应

2、变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化,第六章 传感器,2、温度传感器的应用电熨斗,(1).观察玻璃泡内，可以看到一个U形双金属片，常温下触点是分离的。,(2).用火焰靠近双金属片，双金属片发生了怎样的变化，把火焰移开，金属片情况如何？,火焰靠近时，金属片与金属丝接触；火焰移开时，两个触点分离。这个启动器可做温控开关。,第六章 传感器,原因：双金属片,铜的膨胀系数大于铁,第六章 传感器,双金属片温度传感器的作用：控制电路的通断.,课本P57思考与讨论,第六章 传感器,思考与讨论：,（1）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？,常温下，上、下触点

3、应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用,第六章 传感器,（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？,熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的,第六章 传感器,问题: 电饭锅烧饭饭熟后会自动断开? 电饭锅烧水水开后能自动断开?,回顾在家煮饭的过程?,3、温度传感

4、器的应用电饭锅,第六章 传感器,阅读教材第59页第1段，回答问题: (1)电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？ (2)感温铁氧体的组成物质是什么？ (3)感温铁氧体有何特点？ (4)什么是“居里点”？,答:(1)感温铁氧体.,(2)氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成.,(3)常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。,(4)使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度.,3.电饭锅,第六章 传感器,构造,第六章 传感器,工作原理:,(1)开始煮饭时为什么要压下 开关按钮?手松开后这个按 钮是否会恢复到图示的状态? 为什么? (2)煮饭时水沸腾后锅

5、内是否 会大致保持一定的温度?为什么? (3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变 化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作? (4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电?,答:(1)开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。,3.电饭锅,第六章 传感器,(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度?为什么?,答:(2)水沸腾后,由于锅内保持1000C不变,故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热.故锅内大致保持1000C不变.,工作原理:,3.电饭锅,第六章 传感器,(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪

6、些动作？,答:(3)饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点1030C”时,感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下,永磁体被弹开,触点分离,切断电源,从而停止加热,工作原理:,4.电饭锅,第六章 传感器,(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电?,答:(4)如果用电饭锅烧水,水沸腾后,锅内保持1000C不变,温度低于“居里点1030C” ,电饭锅不能自动断电.只有水烧干后,温度升高到1030C才能自动断电.,工作原理:,3.电饭锅,第六章 传感器,叙述电饭锅的工作过程?,开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电

7、加热，水沸腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热,第六章 传感器,许多会议室、宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器应用的又一实例。,4、光传感器的应用 烟雾散射式火灾报警器,第六章 传感器,阅读教材第61页，思考并回答问题:,(1)烟雾散射火灾报警器的组成?,(2)烟雾散射火灾 报警器的工作原 理?,4、光传感器的应用 烟雾散射式火灾报警器,第六章 传感器,光电三极管是烟雾火警报警器中的光

8、传感器,4、光传感器的应用 烟雾散射式火灾报警器,第六章 传感器,工作原理:报警器带孔 的罩子内装有发光二极管 LED、光电三极管和不透 明的挡板.平时,光电三极 管收不到LED发出的光, 呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报,4、光传感器的应用 烟雾散射式火灾报警器,第六章 传感器,力 传感器电流 声 传感器电流 温度 传感器电流,非电学量传感器电学量,好处：容易测量,传感器的应用,第六章 传感器,传感器的应用模式,容易控制 容易测量显示,思考： 1、设计一个电路，比较离桌面1米高的日光灯与白炽灯，

9、哪个光的强度大？,第六章 传感器,2、说明自动排气扇的工作原理。（其中A为水汽传感器，当水汽的浓度增大时，其内部电阻减小。）,水汽浓度电流控制电路通断,思考：,第六章 传感器,问题与练习 1：,当冷藏室里的温度升高时，1、2、3中的氯甲烷受热膨胀，弹性金属膜盒3的左端膨胀，推动弹簧片4向左动，使5、6接触，控制制冷压缩机电路开始工作，当温度下降到一定程度，氯甲烷受冷收缩，弹性金属膜盒3带动弹簧片4向右动,5、6又分开，制冷结束，直到下次温度升高再重复上述过程。,自动控温原理,设定温度原理,将凸轮8逆时针旋转，凸轮将连杆9向右顶，使得弹簧7弹力增大，要使5、6触点接触，需要膜盒3产生的推力增大，

10、膜盒3体积膨胀增加，那么冰箱内的设定温度增高。故旋转凸轮可以改变设定的温度。,第六章 传感器,本节课主要学习了以下几个问题： 1、力传感器的应用电子秤 2、声传感器的应用话筒 3、温度传感器的应用电熨斗 力传感器是把力信号转换成电信号； 声传感器是把声音信号转换为电信号； 温度传感器往往是用来进行自动控制,第六章 传感器,3、应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电 学量,1、电子秤的测力装置是力传感器，它是由一个金属梁和两 个应变片一起组成了测力部分。,2、在金属梁没有力的情况下，金属梁处于水平状态，梁 的上下应变片的长度没变且相等，两应变片的电阻大小 也相等，当给金属梁施加竖直向下的

11、力时，金属梁会向 下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大， 两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变 小，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相 等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电 路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力F 的大小。,第六章 传感器,练习1. 关于电子秤中应变式力传感器的说法 正确的是 A.应变片是由多用半导体材料制成 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大,（ A B D ）,第六章 传感器,(2)若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关系式。,解：a=2kS/m, S=ma/2k,U=U0 Rx / R = U0 S / L,=maU0 / 2kL,=mU0 a / 2kLa,第六章 传感器,温度传感