高一物理傳感器應(yīng)用PPT課件

1、一、溫度傳感器的應(yīng)用一、溫度傳感器的應(yīng)用-電飯鍋電飯鍋1 1、感溫鐵氧體的特點(diǎn)：感溫鐵氧體的特點(diǎn)：常溫下具有常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約度上升到約1031030 0C C時(shí)，就失去了鐵時(shí)，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。注意：磁性，不能被磁體吸引了。注意：這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度居里溫度”或或“居里點(diǎn)居里點(diǎn)”。思考：思考： 溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，感溫鐵氧體的磁性消失，溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，感溫鐵氧體的磁性消失， 感溫鐵氧體與磁鐵分離。感溫鐵氧體與磁鐵分離。取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一塊小

2、的永磁吸在一起。用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象第1頁(yè)/共13頁(yè)2 2、電飯鍋的原理、電飯鍋的原理第2頁(yè)/共13頁(yè)（1 1）開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕）開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。（2 2）水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持）水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100100不變。不變。（3 3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)居里點(diǎn)103103”時(shí)，時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸

3、點(diǎn)分離，切斷電源，從感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱而停止加熱（4 4）如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持）如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100100不變，溫度低于不變，溫度低于“居里點(diǎn)居里點(diǎn)103103”，電飯鍋不能自動(dòng)斷電。只有水燒干后，溫度升高到，電飯鍋不能自動(dòng)斷電。只有水燒干后，溫度升高到103103才能自動(dòng)斷電。才能自動(dòng)斷電。第3頁(yè)/共13頁(yè)二、溫度傳感器的應(yīng)用二、溫度傳感器的應(yīng)用-測(cè)溫測(cè)溫儀儀閱讀教材，思考并回答下列問題：閱讀教材，思考并回答下列問題：（1 1）溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？）溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？ 可以遠(yuǎn)距離

4、讀取溫度的數(shù)值因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸（2 2）常見的測(cè)溫元件有哪些？）常見的測(cè)溫元件有哪些？ 熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等熱電偶：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體熱電偶：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A A和和B B焊接起來，構(gòu)成焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A A和和B B的兩個(gè)焊接點(diǎn)的兩個(gè)焊接點(diǎn)1 1和和2 2之間存在溫差時(shí)，之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì), ,因而在回路中形成一定大小的電流因而在回路中形成

5、一定大小的電流, ,這種這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的?，F(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 第4頁(yè)/共13頁(yè)第5頁(yè)/共13頁(yè)三、光傳感器的應(yīng)用三、光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器1 1、機(jī)械鼠標(biāo)器的主要構(gòu)造圖、機(jī)械鼠標(biāo)器的主要構(gòu)造圖2 2、工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)在桌面上滾動(dòng)時(shí)，滾球的運(yùn)動(dòng)、工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)在桌面上滾動(dòng)時(shí)，滾球的運(yùn)動(dòng)通過滾軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外接收管就收到斷續(xù)通過滾軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)。計(jì)算機(jī)分別的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)。計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)X X、y y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，處理后就使屏幕上

6、的兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移。光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移。滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管 斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖第6頁(yè)/共13頁(yè)三、光傳感器的應(yīng)用三、光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器火災(zāi)報(bào)警器1 1、結(jié)構(gòu)圖、結(jié)構(gòu)圖2 2、工作原理：在沒有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管收不、工作原理：在沒有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管收不到到LEDLED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變

7、小。與傳感部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。第7頁(yè)/共13頁(yè)小小 結(jié)結(jié)1 1、溫度溫度傳感器傳感器 的應(yīng)用的應(yīng)用（1 1）電飯鍋電飯鍋（2 2）測(cè)溫測(cè)溫儀儀2 2、光光傳感器傳感器 的應(yīng)用的應(yīng)用（1 1）鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器（2 2）火災(zāi)報(bào)警器火災(zāi)報(bào)警器第8頁(yè)/共13頁(yè)溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用【例例1 1】如圖甲為在溫度為如圖甲為在溫度為1010左右的環(huán)境中左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R R1 1=20 k20 k，R R2 2=10 k1

8、0 k，R R3 3=40 k40 k，R Rt t為為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當(dāng)乙所示當(dāng) a a、b b端電壓端電壓 U Uabab000時(shí)，電壓鑒別器時(shí)，電壓鑒別器使使 S S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_ 35第9頁(yè)/共13頁(yè)解：設(shè)電路兩端電壓為為解：設(shè)電路兩端電壓為為U U，當(dāng)，當(dāng)U Uabab=0=0時(shí)，時(shí)， 有有解得解得R Rt t=20 k20 k由圖乙可知，當(dāng)由圖乙可知，當(dāng)R Rt t=20 k20 k時(shí)，時(shí)，t=t=353533121RRRURRRUt第10頁(yè)/共13頁(yè)光傳感

9、器的應(yīng)用光傳感器的應(yīng)用【例例2 2】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖。測(cè)量車速和行程的裝置示意圖。A A為光源，為光源，B B為為光電接收器，光電接收器，A A、B B均固定在車身上，均固定在車身上，C C為小車為小車的車輪，的車輪，D D為與為與C C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈發(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(hào)，被沖光信號(hào)，被B B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)路記錄和顯示。若

10、實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為為n n，累計(jì)脈沖數(shù)為，累計(jì)脈沖數(shù)為NN，則要測(cè)出小車的速度和，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)行程還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是是 ，小車速度的表達(dá)式為，小車速度的表達(dá)式為v v= = ；行程的表達(dá)式為；行程的表達(dá)式為= = 。 車輪的半徑車輪的半徑R R和齒輪和齒輪P PPRn2PRN2第11頁(yè)/共13頁(yè) 光束原來是連續(xù)的，是轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪使光束光束原來是連續(xù)的，是轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪使光束變?yōu)槊}沖，因此脈沖情況必定與齒輪（或車輪）變?yōu)槊}沖，因此脈沖情況必定與齒輪（或車輪）的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。 根據(jù)速度的意義和車正常行駛的情況，應(yīng)根據(jù)速度的意義和車正常行駛的情況，應(yīng)有有v=2R fv=2R f，其中，其中R R為車輪的半徑，為車輪的半徑，f f為單位時(shí)為單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；若車輪的齒數(shù)為間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；若車輪的齒數(shù)為P P，則轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)一圈應(yīng)有一圈應(yīng)有P P個(gè)脈沖被個(gè)脈沖被B B接收到，因此有接收到，因此有 代代入上式，入上式， 有有 同樣，根據(jù)行程的意義，應(yīng)有，其中同樣，根據(jù)行程的意義，應(yīng)有，其中f f為整為整個(gè)行程