传感器的应用课件

力电传感器力电传感器:主要是利用敏感元件和主要是利用敏感元件和变阻器把变阻器把力学信号力学信号（位移、速度、加（位移、速度、加速度等）转化为速度等）转化为电学信号电学信号（电压、电（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及惯性导航系统及ABSABS防抱死制动系统防抱死制动系统等。等。阅读教材，思考并回答问题：（1）电子秤用的测力装置是什么？它由什么元件组成？（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？例题例题1：（：（2003上海考题）演示位移传感器的工作原理如右图示，上海考题）演示位移传感器的工作原理如右图示，物体物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A 物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B 物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C 物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D 物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B（1 1）话筒的作用是什么？）话筒的作用是什么？话筒把声音的振动变成电流话筒把声音的振动变成电流动圈式话筒动圈式话筒电容式话筒电容式话筒（3）电容式话筒的工作原理和工作过程。）电容式话筒的工作原理和工作过程。它分为两类，一种是手持话筒，如舞台演出和它分为两类，一种是手持话筒，如舞台演出和KTV里的话筒一里的话筒一样。这种采用电池供电的手持电容话筒，一般都是样。这种采用电池供电的手持电容话筒，一般都是5号电池；号电池；另一种是录音话筒，如电台播音室和录音棚里长用的那种，需另一种是录音话筒，如电台播音室和录音棚里长用的那种，需要要48伏幻象电源供电。电容式话筒的特点是：清晰度和灵敏度伏幻象电源供电。电容式话筒的特点是：清晰度和灵敏度高，音质饱满浑厚但不浑浊。高，音质饱满浑厚但不浑浊。（2）动圈式话筒的工作原理和工作过程。）动圈式话筒的工作原理和工作过程。声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号线圈振动的快慢、强弱代表了声音振感应电流，这就是电信号线圈振动的快慢、强弱代表了声音振动的特征，产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化，动的特征，产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就发出声这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就发出声音其工作原理是电磁感应现象优点：不需要电源供电，使用音其工作原理是电磁感应现象优点：不需要电源供电，使用简便，噪声小，音质特点是浑厚、饱满。缺点是人声闷，清晰度简便，噪声小，音质特点是浑厚、饱满。缺点是人声闷，清晰度不够好不够好。例题例题2.（2003上海试题）唱卡拉上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是()A 该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的B 该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 B常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。双金属片温度传感器：例例.日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感装日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感装置，它的热敏功能器是双金属片，你能说出启置，它的热敏功能器是双金属片，你能说出启动器的工作原理吗？动器的工作原理吗？U形动触片形动触片静触片静触片氖泡氖泡图1解析：日光灯启动器结构如图所示，内解析：日光灯启动器结构如图所示，内有一双金属片，热膨胀系数不同。开关有一双金属片，热膨胀系数不同。开关闭合后，启动器两极之间有电压使氖气闭合后，启动器两极之间有电压使氖气放电而发出辉光，辉光发出的热量使放电而发出辉光，辉光发出的热量使U U形形动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片接触，电路接通；温度降低时，接触，电路接通；温度降低时，U U动触片动触片向里收缩，离开触点，切断电路。向里收缩，离开触点，切断电路。电熨斗：电熨斗：利用双金属片温度传感器控制电路利用双金属片温度传感器控制电路的通断的通断.电熨斗的构造思考与讨论：常温下两触点是接触还是分离？如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作温度？（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？）电饭锅中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？）感温铁氧体的组成物质是什么？（3）感温铁氧体有何特点？）感温铁氧体有何特点？（4）什么是）什么是“居里点居里点”？思考并回答教材思考并回答教材“思考与讨论思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的中的问题，了解电饭锅的工作原理工作原理(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 钮是否恢复到图示的状态？为什么？钮是否恢复到图示的状态？为什么？(2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为 什么？什么？(3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化饭熟后，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？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？如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？:例例3 3.如图所示是一种热敏电阻（如图所示是一种热敏电阻（PTCPTC元件）的电阻元件）的电阻R R随温度随温度t t变化的变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温度如果将该元件接到中就使用这种元件来加温并控制温度如果将该元件接到220V220V恒恒定电压下，则（定电压下，则（）A A通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先增大后减小B B通电后，其电功率先减小后增大通电后，其电功率先减小后增大CC当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t t1 1不变不变D D当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t t1 1 到到t t2 2之间的某一之间的某一值不变值不变t/Rt2t1AD 阅读：阅读：P68 回答回答 利用烟雾对光的散利用烟雾对光的散射来工作的火灾报射来工作的火灾报警器为例，简述其警器为例，简述其工作原理工作原理 工作原理：工作原理：如图是天花板上装的火灾报警器，平如图是天花板上装的火灾报警器，平时，发光二极管时，发光二极管LEDLED发出的光被挡板挡住，光电三极管发出的光被挡板挡住，光电三极管收不到光，呈现高电阻状态；当有烟雾进入罩内后，收不到光，呈现高电阻状态；当有烟雾进入罩内后，对光线向各个方向散射，使部分光线照射到光电三极对光线向各个方向散射，使部分光线照射到光电三极管上，其阻值变小，与传感器连接的电路检测到这种管上，其阻值变小，与传感器连接的电路检测到这种变化，就会发出警报变化，就会发出警报 光电传感器光电传感器:光电传感器中的主要部光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。光敏电阻利件是光敏电阻或光电管。光敏电阻利用用阻值随光照强度的变化而变化的原阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的。如自动冲水机、路灯的控理制成的。如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等都是制、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。利用了光电传感器的原理。例例4.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（）A红外报警装置红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器电饭煲中控制加热和保温的温控器A例例5.如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于笔上，将多用电表的选择开关置于档，用光档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为照射光敏电阻时表针的偏角为，现用手掌挡现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为住部分光线，表针的偏角变为，则可判断，则可判断 （）A.=B.D.不能确定不能确定和和 的关系的关系 B思考题思考题.用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。电器、滑动变阻器、开关、导线。aedcb思考与讨论：思考与讨论：如图所示是电饭煲的电路图，如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（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。时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于是一个自动控温开关，当温度低于70时会自动闭合；温度高于时会自动闭合；温度高于80时，会自动断开。红灯时，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。分流电阻是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1R2500，计算加热电阻丝，计算加热电阻丝R350，两灯电阻不计。两灯电阻不计。（1）分析电饭煲的工作原理。）分析电饭煲的工作原理。（2）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比。）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比。（3）简要回答，如果不闭合开关）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？，能将饭煮熟吗？思考与讨论思考与讨论：用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻：用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。ecab220V解：光敏电阻受到光照射时电阻解：光敏电阻受到光照射时电阻变小变小，将光敏电阻、小灯泡、学，将光敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的联接入继电器的a、b端，如图示端，如图示：将交流电源与路灯接入：将交流电源与路灯接入c、e之之间。光暗时光敏电阻值大，间。光暗时光敏电阻值大，ab间间电流小，磁性弱，电流小，磁性弱，ce处于闭合，处于闭合，灯亮。灯亮。光亮时，光敏电阻值小，光亮时，光敏电阻值小，ab间电流大，磁性强，吸住衔铁，间电流大，磁性强，吸住衔铁，电路电路ce处断开，灯灭。处断开，灯灭。