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1、6.2 6.2 传感器的应用传感器的应用 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：三个部分组成，如： 复习复习 传感器的含义传感器的含义非电物理量非电物理量转换器件转换器件敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量 一般情况
2、下传感器产生的电压（流）等一般情况下传感器产生的电压（流）等电学物理量的信号值都相当电学物理量的信号值都相当微弱微弱的，难以带的，难以带动执行机构去实现控制动作，所以一般都是动执行机构去实现控制动作，所以一般都是将传感器和各种门电路、放大电路等结合在将传感器和各种门电路、放大电路等结合在一起使用的。一起使用的。思考思考传感器应用的一般模式传感器应用实例一、力传感器的应用一、力传感器的应用电子秤电子秤阅读教材，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
3、传感器的工作原理如上海考题）演示位移传感器的工作原理如右图示，物体右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是。假设电压表是理想的，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
4、数B2.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是的是 （ ）A.应变片多用半导体材料制成应变片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；当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小反之，变小C.传感器输出的是应变片上的电压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外力越大，输出的电压差值也越大A B D二、温度传感器的应用二、温度传感器的应用电熨斗电熨斗温度旋钮温度旋钮 : :可根据可根据不同衣料随意调校合不同衣料随意调校合适的温度适的温度飞利浦飞利浦 GC1115 基本型号电熨斗基本型号电熨斗思考与讨论：思考与讨论：常常温
5、温下下两两触触点点是是接接触触还还是是分分离离？温温度度过过高高时双金属片将怎样作用？时双金属片将怎样作用？熨熨烫烫棉棉麻麻衣衣物物和和熨熨烫烫丝丝绸绸衣衣物物需需要要设设定定不不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？ 电烫斗的构造电烫斗的构造（1）常温下，上、下触点应是接触的，但温度过）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，停止加热温曲，使触点分离，从而切
6、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热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同）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难易，达到控制在不同温度的目的三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用电饭锅电饭锅阅读教材第阅读教材第阅读教材第阅读教材第5858页，回
7、答问题页，回答问题页，回答问题页，回答问题: :(1)(1)电饭锅中使用的电饭锅中使用的电饭锅中使用的电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？温度传感器的主要元件是什么？温度传感器的主要元件是什么？温度传感器的主要元件是什么？(2)(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？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)(3)感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？(4)(4)什么是什么是什么是什么是“ “居里点居里点居里点居里点” ”？答答答答: : : :( ( ( (1 1 1 1) ) ) )感温铁氧体感温铁氧
8、体感温铁氧体感温铁氧体. . . .( ( ( (2 2 2 2) ) ) )氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成. . . .(3)(3)(3)(3)常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103103时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。(4)(4)(4
9、)(4)使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度居里温度居里温度居里温度或或或或居里点居里点居里点居里点. . . . 构造构造工作原理工作原理: (1)(1)开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开关按钮开关按钮开关按钮开关按钮? ?手松开后这个按手松开后这个按手松开后这个按手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态? ?为什么为什么为什么为什么? ?(2)(2)煮饭时水沸
10、腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度? ?为什么为什么为什么为什么? ?(3)(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，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化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作? ?(4)(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
11、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如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电? ? 答答答答: : : :( ( ( (1)1)1)1)开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，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。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。(2)(2)煮煮煮煮饭饭饭饭时时时时水水水水沸沸沸沸腾腾腾腾后后后后锅锅锅锅内内内内是是是是否否否否
12、会会会会大大大大致致致致保保保保持持持持一一一一定定定定的的的的温温温温度度度度? ?为什么为什么为什么为什么? ? 答答:(2)水沸腾后水沸腾后,由于锅内保持由于锅内保持1000C不变不变,故故感温铁氧体感温铁氧体仍与永磁体相吸仍与永磁体相吸,继续加热继续加热.故故锅内大致保持锅内大致保持1000C不变不变. 工作原理工作原理: (3)(3)(3)(3)饭饭饭饭熟熟熟熟后后后后，水水水水分分分分被被被被大大大大米米米米吸吸吸吸收收收收，锅锅锅锅底底底底的的的的温温温温度度度度会会会会有有有有什什什什么么么么变变变变化化化化？这这这这时时时时电电电电饭饭饭饭锅锅锅锅会会会会自自自自动地发生哪些
13、动作？动地发生哪些动作？动地发生哪些动作？动地发生哪些动作？答答:饭熟后饭熟后,水分被大米吸收水分被大米吸收,锅底温度升高锅底温度升高,当温度升至当温度升至“居里点居里点1030C”时时,感温磁体失感温磁体失去铁磁性去铁磁性,在弹簧作用下在弹簧作用下,永磁体被弹开永磁体被弹开,触点触点分离分离,切断电源切断电源,从而停止加热从而停止加热 工作原理工作原理: (4)(4)(4)(4)如如如如果果果果用用用用电电电电饭饭饭饭锅锅锅锅烧烧烧烧水水水水，能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电? ? ? ?答答:(4)如果用电饭锅烧水如果用电饭锅烧水,水
14、沸腾后水沸腾后,锅内保锅内保持持1000C不变不变,温度低于温度低于“居里点居里点1030C” ,电电饭锅不能自动断电饭锅不能自动断电.只有水烧干后只有水烧干后,温度升高温度升高到到1030C才能自动断电才能自动断电.工作原理工作原理: 电饭锅的工作过程电饭锅的工作过程 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，由于锅内保持腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体不变，故感温磁体仍与永磁体相吸
15、，继续加热，直到饭熟后，水仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性，在弹时，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，切断电簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热源，从而停止加热 阅读：阅读：P59 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 光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器工作原理：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
16、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，对收不到光，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管上，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变化，就其阻值变小，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
17、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。 本堂小结本堂小结1、力传感器的应用、力传感器的应用电子秤电子秤2、温度传感器的应用、温度传感器的应用电熨斗、电饭锅电熨斗、电饭锅3、光传感器的应用、光传感器的应用火灾报警器火灾报警器 力传感器是把力信号转换成电信号；而温度传感器力传感器是把力信号转换成电信号；而温度传感器往往是用来进行自动控制往往是用来进行自动控制;光传感器是把光信号转换光传感器是把光信号转换成电信号成电信号 各种传感器广泛应用于人
18、们日常生活、生产中，各种传感器广泛应用于人们日常生活、生产中，如空调、电冰箱、电饭煲、火灾报警器、路灯自动如空调、电冰箱、电饭煲、火灾报警器、路灯自动控制、电脑鼠标器等。控制、电脑鼠标器等。 例例4.用用遥遥控控器器调调换换电电视视机机频频道道的的过过程程，实实际际上上就就是是传传感感器器把把光光信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，
19、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
