高中物理《传感器的应用》课件三（26张PPT）

欢迎进入物理课堂 复习 1 传感器 非电学量 敏感元件 转换器件转换电路 电学量 传感器是指这样一类元件 它能够感知诸如力 温度 光 声 化学成分等非电学量 并把它们按照一定的规律转化成电压 电流等电学量 或转化为电路的通断 2 原理 3 敏感元件 2 传感器的应用 一 江苏省淮安中学高二物理组 2 传感器的应用 一 1 光控继电器的工作原理是 1 当照射光敏电阻时 光敏电阻的阻值 变大或变小 2 当光照射光敏电阻时 被控电路 填 接通 或 断开 光控设备 电源 变小 接通 传感器应用的一般模式 第2节传感器的应用 一 传感器 放大转换电路 执行机构 显示器 指针式电表数字屏 计算机系统 思考 1 应变式力传感器的组成部分 2 应变式传感器的原理 阅读 P61 一 力传感器的应用 电子秤 应变片发生形变时其电阻随之发生变化 在恒定电流下 应变片是把形变 几何量 转换为电压 电学量 的元件 金属梁 数显电子秤电路原理如图所示 提问 话筒的作用是什么 把声信号转化为电信号 阅读 P62 1 说明动圈式话筒的工作原理和工作过程 2 说明电容式话筒的工作原理和工作过程 这种话筒的优点是什么 3 驻极体话筒的工作原理是什么 有何优点 膜片在声波下振动 使得与膜片相连的线圈中产生周期性变化的感应电流 1 动圈式话筒 音圈 二 声传感器的应用 话筒 金属膜片 永久磁铁 例题 2003上海试题 唱卡拉OK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A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C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 2 电容式话筒 原理 Q是绝缘支架 薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器 被直流电源充电 当声波使膜片振动时 电容发生了变化 电路中形成变化的电流 于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压 优点 保真度好 绝缘支架 薄金属膜 固定电极 3 驻极体话筒 它由内部的驻极体塑料膜感受声波 其工作原理与电容式话筒类似 但是工作的电压只须3 6V 特点 体积小 重量轻 价格便宜 灵敏度高 常用在盒式录音机 声控玩具等便宜的家电上 驻极体 较弱的声音 扩音器 扬声器 宏音 说明书温度旋钮 可根据不同衣料随意调校合适的温度 飞利浦GC1115基本型号电熨斗 阅读P63 双金属片温度传感器 原理 热胀冷缩原理常温下两触点分离 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 三 温度传感器的应用 电熨斗 复习 温度传感器制作材料 应用 思考与讨论 常温下两触点是接触还是分离 温度过高时双金属片将怎样作用 如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作温度 电烫斗的构造 调温旋钮调节升降螺丝 升降螺丝带动弹性铜片升降 从而改变触点接触的难易 达到控制不同温度的目的 四 温度传感器的应用 冰箱温度控制器 思考与讨论 1 为什么温度较高时压缩机自动工作 达到设定低温后就自动停止工作 2 凸轮为什么可以改变设定的温度 氯甲烷及它的蒸气 五 恒温箱温控器 思考与讨论 1 应该把恒温箱中的加热器接在A B还是C D之间呢 2 要使箱内温度保持100 可变电阻R 值应调节多大 测位移 例题 2003上海考题 演示位移传感器的工作原理如右图示 物体M在导轨上平移时 带动滑动变阻器的金属滑杆p 通过电压表显示的数据 来反映物体位移的大小x 假设电压表是理想的 则下列说法正确的是 A 物体M运动时 电源内的电流会发生变化B 物体M运动时 电压表的示数会发生变化C 物体M不动时 电路中没有电流D 物体M不动时 电压表没有示数 B 六 加速度计 例1 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中 这个系统的重要元件是加速度计 加速度计的构造和原理的示意图如图示 沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块 滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连 两弹簧的另一端与固定壁相连 滑块原来静止 弹簧处于自然长度 滑块上有指针 可通过标尺测出滑块的位移 然后通过控制系统进行制导 1 设某段时间内导弹沿水平方向运动 指针向左偏离O点的距离为S 则这段时间内导弹的加速度 A 方向向左 大小为kS mB 方向向右 大小为kS mC 方向向左 大小为2kS mD 方向向右 大小为2kS m D 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 U0Rx R U0S L maU0 2kL mU0a 2kL a 电容器的电容C决定于极板的正对面积S 极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素 如果某一物理量 如角度 位移 深度等 的变化能引起上述某个因素的变化 从而引起电容的变化 则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化 起这种作用的电容器称为电容式传感器 5 电容式传感器 来自BBC的报道 日本大阪大学科学家HiroshiIshiguru教授日前发明出一种完全具有人类女性外貌的机器人 ReplieeQ1 她 能眨眼 说话 做手势 甚至呼吸 皮肤则由类似人类皮肤的硅化物覆盖 本堂小结 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 而温度传感器往往是用来进行自动控制 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全