傳感器的應用ppt

1、 第2節(jié) 傳感器的應用 力電傳感器力電傳感器: :主要是利用敏感元件和主要是利用敏感元件和變阻器把變阻器把力學信號力學信號（位移、速度、加（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為速度等）轉(zhuǎn)化為電學信號電學信號（電壓、電（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導彈、飛機、潛艇和宇宙飛船上的在導彈、飛機、潛艇和宇宙飛船上的慣性導航系統(tǒng)及慣性導航系統(tǒng)及ABSABS防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)等。等。金屬梁U1U2閱讀教材，思考并回答問題：（1）電子秤用的測力裝置是什么？它由什么元件組成？（2）簡述力傳感器的工作

2、原理。（3）應變片能夠把什么力學量轉(zhuǎn)化為什么電學量？ 例例1 1：某學生為了測量一個物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該：某學生為了測量一個物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面受到的壓力（比例系數(shù)為轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面受到的壓力（比例系數(shù)為k k）如圖）如圖所示，測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為所示，測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0 0；而后在其受壓面上放上物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的；而后在其受壓面上放上物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓輸出電壓U U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)

3、換器、質(zhì)量為m m0 0的砝碼、電壓表、滑動變阻的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池一個、電鍵及導線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器器、干電池一個、電鍵及導線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請完成對該物體的測量的受壓面上）。請完成對該物體的測量m m。（1 1）設計一個電路，要求力轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓）設計一個電路，要求力轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。（2 2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k k，并測出待測物體的質(zhì)量，并測出待測物體的質(zhì)

4、量m m。（3 3）請設想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題。）請設想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題。力電轉(zhuǎn)換器力電轉(zhuǎn)換器輸出輸出輸入輸入受壓面受壓面(1)(1) 設計電路如圖(2) (2) 測量步驟與結(jié)果測量步驟與結(jié)果: :調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動變阻器, ,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零零, ,將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上, ,記下輸出電壓記下輸出電壓U U0 0, ,將待測物放在轉(zhuǎn)換將待測物放在轉(zhuǎn)換器上器上, ,記下輸出電壓記下輸出電壓U U 由由U U0 0=km=km0 0g,g,得得k=Uk=U0 0/m/m0 0g g U=k m g, U=k m g,所以所以 m=mm=

5、m0 0U/UU/U0 0例題2：（風力測定儀）如圖所示為一種測定風作用力的儀器原理圖，圖中P為金屬球，懸掛在一細長裸金屬絲下面，O是懸掛點，R0是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細金屬絲始終保持良好接觸，無風時細金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時電路中的電流為I，有風時細金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度（與風力大小有關），細金屬絲與電阻絲在C/點接觸，已知風力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的質(zhì)量為M，電阻絲單位長度的電阻為k，電源內(nèi)電阻和細金屬絲電阻均不計，金屬絲偏轉(zhuǎn)角時，電流表的示數(shù)為I，此時風力大小為F，試寫出：風力大小F與的關系式；風力大小F與電流表示數(shù)I 的關系式。 此裝置所測

6、定的最大風力是多少？R0OPDBCA電源例題例題3：（：（2003上海考題）演示位移傳感器的工作原理如右圖示，上海考題）演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿p，通過電壓，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x。假設電壓表是理想的，。假設電壓表是理想的，則下列說法正確的是則下列說法正確的是( )A 物體物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B 物體物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C 物體物體M不動時，電路中沒

7、有電流不動時，電路中沒有電流D 物體物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)不動時，電壓表沒有示數(shù)B例例4:可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示。其結(jié)構(gòu)如圖所示。當系統(tǒng)繞軸當系統(tǒng)繞軸OO轉(zhuǎn)動時，元件轉(zhuǎn)動時，元件A發(fā)生位移并輸出相應的電壓信號，發(fā)生位移并輸出相應的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統(tǒng)的信息源。已知成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為的勁度系數(shù)為k、自然長度為、自然長度為l，電源的電動勢為，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計。滑、內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L也為動變阻器總長也為l ，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時

8、，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時P在在B點，當系點，當系統(tǒng)以角速度統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動時，試寫出輸出電壓轉(zhuǎn)動時，試寫出輸出電壓U與與的函數(shù)式。的函數(shù)式。A S PCBOO輸出電壓輸出電壓U解：設彈簧伸長x , 則 x= m 2 l ( k-m 2 )設滑動變阻器單位長度 的電阻為r1 U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l U= Em 2 (k-m 2)例例5：將金屬塊：將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動。在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動。當箱以當箱以a

9、=2.0 m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的傳的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的傳感器顯示的壓力為感器顯示的壓力為6.0N，下底板的傳感器顯示的壓力為，下底板的傳感器顯示的壓力為10.0N。(取取g=10 m/s2)(1)若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半，傳感器的示數(shù)的一半， 試判斷箱的試判斷箱的運動情況。運動情況。(2)要使上頂板傳感器的示數(shù)為零要使上頂板傳感器的示數(shù)為零,箱箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？m原來原來（1）（2）解：解：mF=10NF1 =6Nmga向上做勻減速運向上做勻減速運

10、動動a向下向下a=2m/s2mg+F1-F=mam=0.5kgFmgF2a2上頂板示數(shù)是下上頂板示數(shù)是下底板示數(shù)的底板示數(shù)的1/2彈簧長度不變彈簧長度不變F=10N F2=5N mg+F2-F=ma2a2=0靜止或勻速運動靜止或勻速運動Fmga3上頂板示數(shù)為零，則彈上頂板示數(shù)為零，則彈簧變短簧變短F10N F3=0F mg = ma3a3 10m/s2向上加速或向下減速，向上加速或向下減速，加速度加速度a 10m/s2。（1）話筒的作用是什么？（2）說明動圈式話筒的工作原理和工作過程。（3）說明電容式話筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)點是什么？（4）駐極體話筒的工作原理是什么？有何優(yōu)點？

11、4.聲電傳感器聲電傳感器 例題例題1.（2003上海試題）唱卡拉上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｏ铝姓f法正確的是動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｏ铝姓f法正確的是( )A 該傳感器是根據(jù)電流的磁效應工作的該傳感器是根據(jù)電流的磁效應工作的B 該傳感器是根據(jù)電磁感應原理工作的該傳感器是根據(jù)電磁感應原理工作的C

12、 膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D 膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動勢膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動勢 B常溫下兩觸點分離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點接觸。雙金屬片溫度傳感器：例例2.日光燈的啟動器也可看成是一個熱敏傳感裝置，它的熱敏功能日光燈的啟動器也可看成是一個熱敏傳感裝置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你能說出啟動器的工作原理嗎？器是雙金屬片，你能說出啟動器的工作原理嗎？U形動觸片形動觸片靜觸片靜觸片氖泡氖泡圖1解析：日光燈啟動器結(jié)構(gòu)如圖所示，解析：日光燈啟動器結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不

13、同。內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關閉合后，啟動器兩極之間有電開關閉合后，啟動器兩極之間有電壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使出的熱量使U U形動觸片受熱膨脹向外形動觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸片接觸，電路接通；延伸，碰到靜觸片接觸，電路接通；溫度降低時，溫度降低時，U U動觸片向里收縮，離動觸片向里收縮，離開觸點，切斷電路。開觸點，切斷電路。電熨斗的構(gòu)造思考與討論：常溫下兩觸點是接觸還是分離？如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電燙斗的工作溫度？例例3.3.電熨斗：電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷. .（1）電飯

14、鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？（2）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？（3）感溫鐵氧體有何特點？）感溫鐵氧體有何特點？（4）什么是）什么是“居里點居里點”？思考并回答教材思考并回答教材“思考與討論思考與討論”中的問題，了解電飯鍋的中的問題，了解電飯鍋的工作原理工作原理(1).開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕？手松開后這個按開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕？手松開后這個按 鈕是否恢復到圖示的狀態(tài)？為什么？鈕是否恢復到圖示的狀態(tài)？為什么？(2).煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為

15、什么？什么？(3).飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化 ？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？(4).如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？ :例例1、如圖所示是電飯煲的電路圖，、如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關，是一個控溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點（手動閉合后，當此開關溫度達到居里點（103）時，會）時，會自動斷開。自動斷開。S2是一個自動控溫開關，當溫度低于是一個自動控溫開關，當溫度低于70時會時會自動閉合；溫度高于自動閉合；溫度高于

16、80時，會自動斷開。紅燈是加熱時時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1R2500，計算加熱電阻絲，計算加熱電阻絲R350，兩燈電阻不計。兩燈電阻不計。（1）分析電飯煲的工作原理。）分析電飯煲的工作原理。（2）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。（3）簡要回答，如果不閉合開關）簡要回答，如果不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？，能將飯煮熟嗎？例例2 2. .如圖所示是一種熱敏電阻（如圖所示是一種熱敏電阻（PTCPTC元件）的電阻元件）的電阻R R隨溫度隨溫度t t變化的變化的關系

17、圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器關系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到220V220V恒恒定電壓下，則（定電壓下，則（ ）A A通電后，其電功率先增大后減小通電后，其電功率先增大后減小B B通電后，其電功率先減小后增大通電后，其電功率先減小后增大CC當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t t1 1不變不變D D當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t t1 1 到到t t2 2之間的某

18、一之間的某一值不變值不變t/Rt2t1AD例例3.圖圖1為某一熱敏電阻為某一熱敏電阻R(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感很敏感)的的I-U關系曲線圖。關系曲線圖。 為了通過測量得到圖為了通過測量得到圖1所示所示I-U關系的完整曲線，在圖關系的完整曲線，在圖2和圖和圖3兩個兩個電路中應選擇的是圖電路中應選擇的是圖 ；簡要說明理由：；簡要說明理由： 。（電源電動勢為。（電源電動勢為9V，內(nèi)阻不計，滑線變阻器的阻值為，內(nèi)阻不計，滑線變阻器的阻值為0-100）在圖在圖4電路中，電源電壓恒為電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻，

19、定值電阻R1=250。由熱敏電阻的。由熱敏電阻的I-U關系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓關系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為為_V；電阻；電阻R2的阻值為的阻值為 。舉出一個可以應用熱敏電阻的例子：舉出一個可以應用熱敏電阻的例子：_。VA圖圖2VA圖圖3I/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500圖圖110203040AR1R2熱敏電阻熱敏電阻圖圖4R9V2電壓可從電壓可從0V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大5.2111.6112.0熱敏溫度計熱敏溫度計例例4.如圖所示甲為在溫度為如圖所示甲為在溫度為10左右的環(huán)境中工作的自動恒溫箱簡左右的環(huán)境中工作的自動恒溫箱簡圖，箱內(nèi)電阻

20、圖，箱內(nèi)電阻R120k，R R2 210k10k，R R3 340 k40 k，R1為熱敏電阻，為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當a、b端電壓端電壓Uab0時，時，電壓鑒別器會令開關電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當提高；當Uab0時，電壓鑒別器使時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在溫度恒定在。解析：設電路路端電壓為U，當Uab0時，有UR1（R1R2）UR3（R3Rt）解得Rt20k由圖乙可知，當Rt20k時，t3535例例5

21、. 用如圖示的電磁繼電器設計一個高溫報警器，要求用如圖示的電磁繼電器設計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警。可供選擇的器是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警?？晒┻x擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學生用電源、繼電材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線。器、滑動變阻器、開關、導線。aedcb 閱讀：閱讀：P68 回答回答 利用煙霧對光的散利用煙霧對光的散射來工作的火災報射來工作的火災報警器為例，簡述其警器為例，簡述其工作原理工作原理 例例1.1.如圖是天花板上裝的火災報警器，平時，發(fā)光二極管如圖是天花板上裝的火災報警器，平時，發(fā)

22、光二極管 LEDLED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當有煙霧進入罩內(nèi)后，對光線向各個方向散射，電阻狀態(tài)；當有煙霧進入罩內(nèi)后，對光線向各個方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種變化，就會發(fā)出警報連接的電路檢測到這種變化，就會發(fā)出警報 光電傳感器光電傳感器: 光電傳感器中的主要部光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。如果是光敏件是光敏電阻或光電管。如果是光敏電阻電阻的阻值隨光照強度的變化而變化的阻值隨光照強度的變化而變化的原理制成的

23、。如自動沖水機、路燈的原理制成的。如自動沖水機、路燈的控制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等的控制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理。都是利用了光電傳感器的原理。 例例2.如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于選擇開關置于檔，用光照射光敏電阻時表針的偏角為檔，用光照射光敏電阻時表針的偏角為， 現(xiàn)用手現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)檎茡踝〔糠止饩€，表針的偏角變?yōu)?，則可判斷，則可判斷 （ ）A. = B. D. 不能確定不能確定和和 的關系的關系 B例例3.（新教材（新教材 2003天津理綜）如圖，當

24、電鍵天津理綜）如圖，當電鍵K斷開時，用光子能斷開時，用光子能量為量為2.5eV的一束光照射陰極的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為為零。由此可知陰極材料的逸出功為( ) A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV 例例4.用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際

25、上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是器的是（ ）A紅外報警裝置紅外報警裝置 B走廊照明燈的聲控開關走廊照明燈的聲控開關C自動洗衣機中的壓力傳感裝置自動洗衣機中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器AA例例5.如圖如圖633所示為實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的所示為實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，示意圖，A為光源，為光源，B為光電接收器，為光電接收器，A、B均固定在小車上，均固定在小車上，C為為小車的車輪車輪轉(zhuǎn)動時，小車的車輪車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通

26、過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電路記錄和顯接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電路記錄和顯示若實驗顯示單位時間的脈沖數(shù)示若實驗顯示單位時間的脈沖數(shù)n，累積脈沖數(shù)為，累積脈沖數(shù)為N，則要測出小，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理數(shù)據(jù)車的速度和行程還必須測量的物理數(shù)據(jù)車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)P： ；小車速度的表達式為；小車速度的表達式為V；行程的表達式為；行程的表達式為s2Rn/P2RN/P例例6.用如圖示的電磁繼電器設計一個由光敏電阻來控制路用如圖示的電磁繼電器設計一個由光敏電阻來控制路燈的實驗電路。要求是：光暗時燈亮

27、，光亮時燈滅。可供燈的實驗電路。要求是：光暗時燈亮，光亮時燈滅。可供選擇的器材如下：光敏電阻、小燈泡、學生用電源、繼電選擇的器材如下：光敏電阻、小燈泡、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線。器、滑動變阻器、開關、導線。ecab220V解：光敏電阻受到光照射時電阻解：光敏電阻受到光照射時電阻變小變小 ，將光敏電阻、小燈泡、學，將光敏電阻、小燈泡、學生用電源、滑動變阻器、開關串生用電源、滑動變阻器、開關串聯(lián)接入繼電器的聯(lián)接入繼電器的a、b端，如圖示端，如圖示：將交流電源與路燈接入：將交流電源與路燈接入c、e之之間。光暗時光敏電阻值大，間。光暗時光敏電阻值大，ab間間電流小，磁性弱，電流小，磁

28、性弱，ce處于閉合，處于閉合，燈亮。燈亮。 光亮時，光敏電阻值小，光亮時，光敏電阻值小， ab間電流大，磁性強，吸住銜鐵，間電流大，磁性強，吸住銜鐵，電路電路ce處斷開，燈滅。處斷開，燈滅。電容傳感器電容傳感器 ： 電容器的電容電容器的電容C決定于極板的正對面積決定于極板的正對面積S、極板間距離、極板間距離d以及極以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某一物理量（如角度、位移、板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的深度等）的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，則通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，變化，

29、則通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。 例例1.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空手靠近自動干手機，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作，氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作，是因為是因為 （ ） A.改變了濕度改變了濕度 B.改變了溫度改變了溫度 C.改變了磁場改變了磁場 D.改變了電容改變了電容D例例2.圖甲是測量

30、圖甲是測量 的電容式傳感器，原理是的電容式傳感器，原理是由于由于CS，動片與定片，動片與定片間的角度間的角度發(fā)生變化時，引起發(fā)生變化時，引起S的變化，通過測出的變化，通過測出C的變化，測量動片與定片間的夾角的變化，測量動片與定片間的夾角 定片定片角度角度圖乙是測量圖乙是測量 的電容式傳感器，原理是的電容式傳感器，原理是由于由于CS，h發(fā)生發(fā)生變化，金屬芯線和導電液體組成的電容發(fā)生變化，通過測定變化，金屬芯線和導電液體組成的電容發(fā)生變化，通過測定C的變的變化，可以測量液面高度化，可以測量液面高度h 的變化的變化。液面高度液面高度h金屬芯線金屬芯線電介質(zhì)電介質(zhì)導電液體導電液體h圖丙是測量圖丙是測量

31、 的電容式傳感器，原理是的電容式傳感器，原理是由于由于C1/d，壓力，壓力F 作用在可動電極上，引起極板間距作用在可動電極上，引起極板間距d 的變化，通過測出的變化，通過測出C的變化，的變化，測量壓力測量壓力F的變化。的變化。壓力壓力F圖丁是測量圖丁是測量 的電容式傳感器，原理是的電容式傳感器，原理是由于由于C 隨著電介質(zhì)隨著電介質(zhì)進入極板間的長度發(fā)生變化，通過測出進入極板間的長度發(fā)生變化，通過測出C的變化，測量位移的變化，測量位移x的變化。的變化。位移位移x固定電極固定電極F極板極板電介質(zhì)電介質(zhì)x可動電極可動電極甲乙丙丁例題例題3.3.如圖是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，如圖是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓間加一電壓U U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導