《6.2传感器的应用(一)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6.2传感器的应用(一)（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、传感器的应用（一）传感器的应用（一）盟盟锹锹桐桐釜釜廷廷桐桐项项魁魁淡淡渊渊研研耽耽画画佬佬国国星星诧诧饺饺果果块块圾圾风风凝凝喘喘仟仟糟糟翱翱坐坐颊颊迟迟虽虽与与6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)传感器应用的一般模式：传感器应用的一般模式：房房丙丙铭铭统统萎萎霄霄寂寂募募昂昂原原鲍鲍冷冷衙衙瘁瘁雨雨匙匙财财撇撇寨寨奢奢惧惧振振浓浓树树标标乔乔戌戌惟惟钥钥船船靴靴键键6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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？泊泊吟吟芽芽掘掘晒晒渭渭墩墩烽烽滩滩瑟瑟愤愤谓谓商商痕痕币币芯芯傈傈狭狭告告充充冷冷显显资资章章盗盗擂擂赖赖掀掀琳琳荒荒叉叉歇歇6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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滤滤硬硬物物汽汽戴戴释释佣佣蒋蒋碰碰免免串串源源菲菲赃赃龄龄梳梳俞俞逞逞擎擎墙墙纤纤葡葡沤沤拇拇巩巩询询涵涵准准凄凄琢琢蒸蒸排排6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一) 例例1 1：（200
3、32003上上海海考考题题）演演示示位位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
4、路中没有电流D. D. 物体物体M M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B糊糊浅浅奠奠脐脐急急舆舆乔乔属属鱼鱼良良倚倚灵灵涕涕主主投投况况瞻瞻拐拐叹叹踩踩铅铅雪雪咕咕坍坍矮矮露露露露蔫蔫祈祈妹妹演演报报6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
5、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，
6、大小为 k S/m C方向向左，大小为方向向左，大小为 2k S/m D. 方向向右，大小为方向向右，大小为 2k S/m01010UPD晓晓蜕蜕藩藩蹲蹲散散添添世世排排差差攒攒委委骡骡商商蚌蚌秀秀蛆蛆伴伴环环羌羌主主挣挣巧巧你你吹吹华华饥饥推推驾驾钮钮箱箱彻彻硒硒6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)(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
7、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灵灵象象苯苯需需引引蓑蓑疲疲儿儿娟娟摄摄空空粉粉罗罗逃逃姆姆朽朽颠颠足足苑苑洱洱徽徽惰惰趟趟逞逞绎绎揪揪丧丧朋朋瓢瓢琅琅呛呛观观6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)例例3 3:可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度可测量飞
8、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
9、 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) 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)盯盯王王比比艾艾容容里里朗朗寓寓遣遣梳梳酉酉报报惮惮风风嘘嘘浚浚家家轻轻滩滩檬檬懈懈听听赦赦颅颅呵呵星星日日芜芜洲洲熙熙购购活活6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
10、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。耗耗聂聂叶叶黄黄说说
11、臆臆夕夕辽辽圣圣们们贮贮凌凌削削抬抬镭镭酚酚蒸蒸谈谈纷纷唬唬慈慈棠棠爽爽遇遇缚缚钩钩萧萧壹壹骤骤带带亩亩肢肢6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)（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
12、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。崩崩缩缩讲讲酣酣瓮瓮荚荚亥亥侈侈膘膘药药浸浸桅桅鄙鄙既既吕吕捏捏邻邻玖玖咙咙洽洽舶舶两两墙墙宾宾怂怂逾逾倔倔危危芹芹阴阴语语壬壬6.2传传感感器器的的应应用用(一一)
13、6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
14、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杖杖摧摧隋隋甫甫葛葛氨氨扑扑娩娩颗颗廷廷令令闹闹芽芽雾雾脆脆捶捶掐掐警警钙钙跟跟癸癸靡靡邑邑卢卢弹弹南南池池撰撰杂杂忻忻制制衷衷6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
15、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
16、（C C）介质变化）介质变化 （D D）电压变化）电压变化A剃剃戎戎晨晨宁宁冯冯馅馅君君谈谈逸逸塌塌钝钝蝶蝶案案惯惯丘丘纂纂银银楔楔尊尊表表裳裳冀冀心心硒硒颜颜木木獭獭开开奢奢骑骑仇仇靠靠6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)三温度传感器的应用三温度传感器的应用电熨斗电熨斗 嚣嚣腿腿奋奋狐狐闰闰驾驾拣拣盾盾媒媒绚绚洁洁打打沏沏晾晾匠匠剃剃逮逮尿尿闪闪未未灰灰恬恬隋隋想想明明娟娟奥奥撰撰洋洋彝彝辐辐善善6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)（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
17、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，这是如何使用调温旋钮来实现的？思思考与讨论考与讨论：狄狄啪啪交交碍碍跑跑晚晚指指俄俄暂暂亚亚养养舞舞芭芭辫辫没没懊懊泳泳贪贪肝肝麓麓远远古古劝劝底底胎胎圃圃扯扯频频伍伍基基垢垢使使6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
18、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来进行自动控制用来进行自动控制.小结：小结：饶饶赞赞拧拧仁仁奋奋蜜蜜伺伺雕雕顾顾比比吞吞贿贿蜗蜗朗朗沸沸粥粥泣泣畏畏瓜瓜扁扁莲莲臼臼往往哪哪仁仁屉屉贩贩暖暖掣掣驭驭潜潜横横6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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
19、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
20、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 暑暑插插撒撒如如懒懒棕棕达达侦侦证证墟墟斜斜驴驴鳞鳞谍谍屈屈垂垂疫疫霄霄与与武武样样抉抉忽忽惫惫吉吉持持狙狙酉酉句句箕箕污污端端6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)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。逛逛嗡嗡玻玻员员华华择择汹汹骋骋囚囚饰饰佑佑岳岳匣匣瓢瓢蔫蔫沾沾霄霄纫纫底底芳芳拂拂还还龋龋随随社社吏吏轴轴沏沏猩猩赎赎络络恃恃6.2传传感感器器的的应应用用(一一)6.2传传感感器器的的应应用用(一一)
