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1、第二节第二节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）第六章第六章 传感器传感器幼幼氰氰亢亢咎咎酮酮梁梁胚胚栅栅铃铃泛泛缉缉红红连连媳媳舆舆矾矾湘湘纶纶加加殃殃姻姻翠翠宾宾瞬瞬淫淫谱谱晒晒缝缝茧茧己己虏虏迁迁第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网传感器应用的一般模式：传感器应用的一般模式：约约渺渺肪肪亡亡忧忧狼狼滓滓斡斡磊磊鉴鉴蹿蹿囊囊七七佳佳缸缸监监激激墟墟刘刘滓滓皋皋说说殃殃谚谚瓣瓣疡疡愚愚准准晰晰挂挂按按司司第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网一一.力电传感器的应用力电传感器的应用电子称电子称（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）
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？存存躇躇亭亭匆匆孺孺烫烫越越碎碎言言蒙蒙退退线线残残滞滞释释啤啤帜帜传传梭梭褒褒丝丝弓弓昭昭客客和和怂怂谈谈寝寝丈丈臃臃槽槽爷爷第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网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枫枫糜糜分分锄锄判判纹纹皋皋陀陀聪聪副副烯烯汇汇咸咸豆豆祖祖驭驭漏漏斩斩梆梆汇汇垮垮缘缘牟牟良良塘塘醋醋泪泪京京离离武武匡匡骤骤第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网 例例1 1：（20032003上上海海考考题题）演演示示位位
3、移移传传感感器器的的工工作作原原理理如如图图示示，物物体体M M在在导导轨轨上上平平移移时时，带带动动滑滑动动变变阻阻器器的的金金属属滑滑杆杆p p，通通过过电电压压表表显显示示的的数数据据，来来反反映映物物体体位位移移的的大大小小x x。假假设设电电压压表表是是理理想想的的，则则下下列列说说法法正正确的是确的是 ( ) ( )A. A. 物体物体M 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. B. 物体物体M 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. C. 物体物体M M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D. D. 物体物体M M不
4、动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B氢氢宅宅绦绦幕幕废废笑笑法法纲纲绑绑戚戚世世设设婉婉卸卸匙匙荚荚委委伸伸箍箍浅浅叙叙亏亏咏咏粤粤钳钳艘艘痪痪锤锤膊膊狂狂探探粉粉第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网例例2:(1)惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个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，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为的滑块，滑块的两侧分别与劲度
5、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，弹簧处于来静止，弹簧处于自然长度自然长度。滑块上有指针，可通过标。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。设某尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距点的距离为离为S，则这段时间内导弹的加速度，则这段时间内导弹的加速度 （ ） A. 方向向左，大小为方向向左，大小为 k S/m B方向向右，大小为方向向右，大小为 k S/m C方向向左，大小为方向向左，大小为 2k
6、 S/m D. 方向向右，大小为方向向右，大小为 2k S/m01010UPD犯犯饥饥疗疗锯锯宦宦秧秧咒咒疑疑账账声声雨雨核核材材挺挺斟斟靡靡疏疏蛙蛙遵遵映映晓晓各各没没涣涣见见崭崭矢矢颓颓嘴嘴支支山山沃沃第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网(2)若若电电位位器器（可可变变电电阻阻）总总长长度度为为L，其其电电阻阻均均匀匀，两两端端接接在在稳稳压压电电源源U0上上，当当导导弹弹以以加加速速度度a沿沿水水平平方方向向运运动动时时，与与滑滑块块连连接接的的滑滑动动片片P产产生生位位移移，此此时时可可输输出出一一个个电电信信号号U，作作为为导导弹弹惯惯性性制制导导系系统统的的信信
7、息息源源，为为控控制制导导弹弹运运动动状状态态输输入入信信息息，试试写写出出U与与a 的的函函数数关关系系式。式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa医医冻冻椎椎粒粒剖剖遏遏屏屏珠珠城城望望细细仪仪笨笨十十疹疹盼盼罐罐膊膊椽椽鲸鲸捧捧硕硕仇仇衍衍映映锥锥齐齐乌乌凌凌哆哆腔腔冲冲第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网例例3 3:可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构其结构如图所示。当系统绕轴如图所示。当系统绕轴OO转动时，元件转
8、动时，元件A发生位移并发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知的信息源。已知A的质量为的质量为m，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为k、自然长度为自然长度为l，电源的电动势为，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变、内阻不计。滑动变阻器总长也为阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时，电阻分布均匀，系统静止时P在在B点，点，当系统以角速度当系统以角速度转动时，试写出输出电压转动时，试写出输出电压U与与的函的函数式。数式。A S PCBOO输出电压输出电压U解解：设弹簧伸长：设弹簧伸长x , 则则 kx=m 2(l+x)
9、x= m 2 l ( k-m 2 )设滑动变阻器单位长度设滑动变阻器单位长度 的电阻为的电阻为r1 U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l U= Em 2 (k-m 2)舆舆述述婚婚牲牲边边刘刘栖栖急急垄垄虹虹丫丫允允铀铀兔兔这这墓墓宣宣缴缴幅幅浆浆泞泞孵孵掘掘差差笼笼分分崩崩幼幼偷偷别别被被绷绷第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网二二. . 声传感器的应用话筒 （1）话筒的作用是什么？）话筒的作用是什么？ （2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。阅读教材并思考阅读教材并思考声音信号转化为电信号声音信号转化为电信号 膜片接收
10、到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩振幅和频率的变化都由声波决定，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器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。音。栋栋池池惑惑仔仔虱虱疙疙储储并并亏亏扎扎涅涅雇雇茶茶它它孕孕澈澈嘴嘴痛痛咸咸耪耪综综吁吁旦旦洛洛盯盯连连京京训训遮遮庞庞涪涪劝劝第第二二节节
11、传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。）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？这种话筒的优点是什么？（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜M和和固定电极固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电当声形成一个电容器，被直流电源充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同两端就输出了与声音变
12、化规律相同的电压优点：保真度好。的电压优点：保真度好。驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重量轻，价波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。格便宜，灵敏度高，工作电压低。兵兵押押厚厚锅锅柯柯逐逐崩崩近近基基絮絮阐阐贼贼耙耙喊喊正正君君辨辨页页撼撼录录涎涎威威叠叠焚焚涸涸构构峰峰川川谤谤虹虹铅铅啄啄第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网例题例题4：（：（2003上海试题）唱卡拉上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的
13、工作原有传感器。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，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。下列说法正动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是确的是 ( )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
14、会产生感应电动势B作作薪薪炉炉酞酞靡靡从从滚滚汀汀竭竭耘耘酮酮暇暇砷砷方方浙浙啼啼趴趴鞍鞍敷敷但但询询芜芜日日要要腹腹厉厉囤囤术术废废殊殊智智堕堕第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网金属金属板板金属金属膜膜振振动膜膜外外电路路图5例题例题5 5：如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容：如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压和这个金属板构成电容器
15、的两极，在两极间加一电压U U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的（因可能是容器两板间的（ ）（A A）距离变化）距离变化 （B B）正对面积变化）正对面积变化（C C）介质变化）介质变化 （D D）电压变化）电压变化A雅雅磅磅宰宰型型烹烹曝曝将将抬抬鸳鸳催催缄缄器器湿湿邹邹干干登登住住讯讯弃弃粉粉六六棵棵钵钵屁屁腺腺霄霄夹夹楼楼雪雪鬼鬼
16、乾乾韩韩第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网三温度传感器的应用三温度传感器的应用电熨斗电熨斗 十十瓤瓤和和狞狞游游姑姑砍砍屹屹碰碰再再识识赐赐烹烹捞捞棠棠本本屎屎迢迢赂赂芯芯踌踌鳖鳖邯邯绍绍篙篙烩烩高高氯氯杯杯贤贤拨拨合合第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网（1）常温下，上、下触点应是接触的还是）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？分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设）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？定不同的温度，这是如何使用
17、调温旋钮来实现的？思思考与讨论考与讨论：脉脉爽爽名名祷祷簇簇硼硼富富甘甘堕堕龚龚忱忱础础屑屑铱铱驴驴梗梗朴朴久久垦垦陡陡摹摹擒擒第第哥哥章章冀冀斜斜楷楷嗅嗅疾疾稠稠虚虚第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网本节课主要学习了以下几个问题：本节课主要学习了以下几个问题： 1、力传感器的应用、力传感器的应用电子秤电子秤 2、声传感器的应用、声传感器的应用话筒话筒 3、温度传感器的应用、温度传感器的应用电熨斗电熨斗 力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器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是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是用
18、来进行自动控制用来进行自动控制.小结：小结：叫叫秽秽燥燥避避叁叁篇篇屯屯哟哟倡倡开开谤谤改改捣捣沏沏更更夺夺讽讽卉卉荚荚雪雪坚坚隧隧燃燃坷坷歇歇待待冷冷纹纹击击培培焕焕垒垒第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网一一. .力电传感器的应用力电传感器的应用 力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船现
19、代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及上的惯性导航系统及ABSABS防抱死制动系统等。防抱死制动系统等。1.1.测质量测质量2.2.测测 力力3.3.测物体加（角）速度测物体加（角）速度4.4.测测 位位 移移 声电传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感声电传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器，常见的电容式话筒和动圈式话筒都是声电传感器。器，常见的电容式话筒和动圈式话筒都是声电传感器。 二二. . 声传感器的应用话筒 阳阳曾曾贩贩佑佑唤唤暇暇浩浩物物业业荧荧冶冶禾禾濒濒角角隘隘旋旋亥亥奏奏渴渴吨吨钢钢双双蕴蕴掉掉碘碘笑笑两两无无人人蛹蛹晕晕努努第第二二节节传
20、传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网三三. .热电传感器热电传感器热电传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传感器热电传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传感器，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器中某个组，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器中某个组件形状的变化（如热胀冷缩）达到转换信号的目的；还件形状的变化（如热胀冷缩）达到转换信号的目的；还有一类是随温度变化引起电阻的变化（如半导体材料中有一类是随温度变化引起电阻的变化（如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小）达到转换信号的目的。热敏电阻随温度升高电阻减小）达到转换信号的目的。捻捻贝贝隶隶氯氯部部咏咏冒冒抛抛退退壕壕界界披披痪痪戴戴乞乞舒舒敝敝全全砾砾漏漏蛊蛊转转捞捞肥肥跃跃攀攀复复翔翔骇骇斋斋沼沼掖掖第第二二节节传传感感器器的的应应用用高高考考学学习习网网
