《高二物理选修传感器的应用-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理选修传感器的应用-1（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,传感器,传感器的应用,2,传感器的应用的一般模式,容易控制 容易测量显示,第二节 传感器的应用,一、力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.,装置:力传感器 元件:金属梁和应变片,一、力传感器的应用电子秤,金属梁,两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化,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,一、力传感器的应用电子秤,两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化,
2、7,二、声传感器的应用-话筒,声电磁感应 电流,动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的。当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号）。感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定。这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。,第二节 传感器的应用,8,电容式话筒：,声电容变化电流、电压,第二节 传感器的应用,9,启辉器,铜的膨胀系数大于铁,第二节 传感器的应用,三、温度传感器的应用-1、双金属片,10,电慰斗,第二节 传感器的应用,三、温度传感器的应用-1、双金属片,思考与讨论：,（2）
3、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？,（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？,思考与讨论： 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？,答：常温下，上、下触 点应是接触的，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,(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,思考与讨论： 熨
4、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？,答：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,(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,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?,三、温度传感器的应用 4.电饭锅,阅读教材第58页第3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
5、“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.,三、温度传感器的应用 4.电饭锅,构造,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
6、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。,4.电饭锅,(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:,4.电饭锅,(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？,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,(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后
7、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:,4.电饭锅,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,21,温度报警器,发生火灾时，
8、环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？P63,三、温度传感器的应用-3、热敏电阻,第二节 传感器的应用,22,电平：在电子技术中，习惯上常用“电平”来描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。其实，电平指的是某个端点与“地”之间的电压，或者说，如果以接地端的电势为零，那么电平表示的是某个端点的电势。,2、斯密特触发器是具有特殊功能的非门。符号：,其特点：,输入1.6V(高电平)，输出0.25V(低电平) 输入0.8V(低电平)，输出3.4V(高电平),补充知识：,第二节 传感器的应用,23,温度报警器工作原理: 常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y
9、处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声； 当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同。,三、温度传感器的应用-3、热敏电阻,第二节 传感器的应用,24,要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。,思考与讨论,怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？,温度报警器工作原理:,三、温度传感器的应用-3、热敏电阻,第二节 传感器的应用,25,三、温度传感器的应用-4
10、、测温仪,（1）利用温度传感器制成的测温仪可以远距离读取温度的数值。因为温度信号变成电信号后可以远距离传输。 （2）常见的测温元件有：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等,第二节 传感器的应用,26,（1）结构图,(2)工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，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。,四、光传感器的应用-2、火灾报警器,第二节 传感器的应用,27,实验原理： 如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的
11、最大电阻为51k，R2为 330 ，试分析其工作原理,四、光传感器的应用-3、光控开关,第二节 传感器的应用,28,(1)要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？ 应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到高电平，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。,四、光传感器的应用-3、光控开关,第二节 传感器的应用,图乙中，用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？,由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路。,30,如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点。试分析电磁继电器的工作原
12、理。,继电器：,第二节 传感器的应用,当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路,32,变暗,RG变大,A电平升高,Y电平降低,天亮,RG小,A低电平,Y高电平,线圈无电流，衔铁被C拉开，D、E断开,不发光,线圈有电流，衔铁被吸引，D、E导通,发光,光控开关+继电器：工作流程,第二节 传感器的应用,33,控制电路的工作原理： 天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天
13、较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭,第二节 传感器的应用,四、光传感器的应用-3、光控开关+继电器,34,晶体管 普通二极管 具有_导电性，在电子电路中有多种运用。在用多用电表欧姆档测量二极管的正向导通电阻时，黑表笔应接二极管的_极；若发现阻值较大，则与黑表笔接触的是二极管的_极。,单向,正,负,传感器补充知识,35,发光二极管 除了具有单向导电性外，导电时还能发光，用磷镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将_能转化为_能。,电,光,传感器补充知识,36,晶体三极管 （）晶体三极管能够把微弱的信号_。常用的三极管是用_和_制成的，它有三个极，分别为_，_，_. （）传感器输出的电流或电压很_，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为_的电流对_的电流起了控制作用。,放大,发射极e,基极b,集电极c,微弱,基极b,集电极c,硅,锗,传感器补充知识,37,传感器补充知识,
