高二物理選修3-2 §6.2 傳感器的應用 LI

1、1第六章 傳感器6.2 傳感器的應用2傳感器的應用的一般模式容易控制 容易測量顯示第二節(jié) 傳感器的應用一、力傳感器的應用電子秤1.電子秤使用的測力裝置是什么? 它是由什么元件組成的?2.簡述力傳感器的工作原理.裝置:力傳感器 元件:金屬梁和應變片 一、力傳感器的應用電子秤金屬梁U1U2兩個應變片的形變引起電阻變化 致使兩個應變片的電壓差變化 1.電子秤使用的測力裝置是什么? 它是由什么元件組成的?3.應變片能夠把什么力學量轉化為什么電學量？2.簡述力傳感器的工作原理.裝置:力傳感器 組成:金屬梁和應變片 形變 電壓 一、力傳感器的應用電子秤兩個應變片的形變引起電阻變化 致使兩個應變片的電壓差變

2、化 7二、聲傳感器的應用-話筒聲電磁感應 電流 動圈式話筒是利用電磁感應現(xiàn)象制成的。當聲波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動，音圈在永久磁鐵的磁場里振動，其中就產(chǎn)生感應電流（電信號）。感應電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定。這個信號電流經(jīng)擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發(fā)出放大的聲音。第二節(jié) 傳感器的應用8電容式話筒：聲電容變化電流、電壓第二節(jié) 傳感器的應用9啟輝器銅的膨脹系數(shù)大于鐵第二節(jié) 傳感器的應用三、溫度傳感器的應用-1、雙金屬片10電慰斗第二節(jié) 傳感器的應用三、溫度傳感器的應用-1、雙金屬片思考與討論：（2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設

3、定不同的溫度，這是如何使用調溫旋鈕來實現(xiàn)的？（1）常溫下，上、下觸點應是接觸的還是分離的？當溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？思考與討論：常溫下，上、下觸點應是接觸的還是分離的？當溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？ 答：常溫下，上、下觸點應是接觸的，但溫度過高時， 由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，則雙金屬片向下彎曲，使觸點分離，從而切斷電源，停止加熱溫度降低后，雙金屬片恢復原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進行，起到自動控制溫度的作用 (2)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應用 三、溫度傳感器的應用:1.電熨斗思考與討論：熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設定不同的溫度，

4、這是如何使用調溫旋鈕來實現(xiàn)的？ 答：熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設定不同的溫度，此時可通過調溫旋鈕調節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性鋼片升降，從而改變觸點接觸的難易，達到控制在不同溫度的目的 (2)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應用 三、溫度傳感器的應用:1.電熨斗問題: 電飯鍋燒飯飯熟后會自動斷開?電飯鍋燒水水開后能自動斷開?回顧在家煮飯的過程?三、溫度傳感器的應用 4.電飯鍋閱讀教材第58頁第3段，回答問題:(1)電飯鍋中使用的溫度傳感器的主要元件是什么？(2)感溫鐵氧體的組成物質是什么？(3)感溫鐵氧體有何特點？(4)什么是“居里點”？答:(1)感溫鐵氧體.(2)氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末

5、混合燒結而成.(3)常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引。溫度達到約103時，失去鐵磁性，不能被磁體吸引。(4)使感溫鐵氧體失去鐵磁性的溫度，也叫居里溫度.三、溫度傳感器的應用 4.電飯鍋 構造工作原理: (1)開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕?手松開后這個按鈕是否會恢復到圖示的狀態(tài)?為什么?(2)煮飯時水沸騰后鍋內是否會大致保持一定的溫度?為什么?(3)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?(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電? 答:(1)開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)。4.電飯鍋(2)煮飯時

6、水沸騰后鍋內是否會大致保持一定的溫度?為什么? 答:(2)水沸騰后,由于鍋內保持1000C不變,故感溫磁體仍與永磁體相吸,繼續(xù)加熱.故鍋內大致保持1000C不變. 工作原理: 4.電飯鍋(3)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？答:(3)飯熟后,水分被大米吸收,鍋底溫度升高,當溫度升至“居里點1030C”時,感溫磁體失去鐵磁性,在彈簧作用下,永磁體被彈開,觸點分離,切斷電源,從而停止加熱 工作原理: 4.電飯鍋(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電?答:(4)如果用電飯鍋燒水,水沸騰后,鍋內保持1000C不變,溫度低于“居里點1030C” ,

7、電飯鍋不能自動斷電.只有水燒干后,溫度升高到1030C才能自動斷電.工作原理: 4.電飯鍋敘述電飯鍋的工作過程? 開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)，則觸點接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內保持1000C不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至“居里點1030C”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱 21溫度報警器 發(fā)生火災時，環(huán)境溫度要升高，我們能不能用溫度傳感器來做成火災報警器呢？P63三、溫度傳感器的應用-3、熱敏電阻第二節(jié) 傳感器

8、的應用22電平：在電子技術中，習慣上常用“電平”來描述邏輯電路的輸入端和輸出端的狀態(tài)。其實，電平指的是某個端點與“地”之間的電壓，或者說，如果以接地端的電勢為零，那么電平表示的是某個端點的電勢。2、斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門。符號： 其特點：輸入1.6V(高電平)，輸出0.25V(低電平)輸入0.8V(低電平)，輸出3.4V(高電平)補充知識：第二節(jié) 傳感器的應用23 溫度報警器工作原理: 常溫下，調整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲； 當溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值（高電平

9、），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，Rl的阻值不同，則報警溫度不同。三、溫度傳感器的應用-3、熱敏電阻第二節(jié) 傳感器的應用24 要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。思考與討論 怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？ 溫度報警器工作原理:三、溫度傳感器的應用-3、熱敏電阻第二節(jié) 傳感器的應用25三、溫度傳感器的應用-4、測溫儀（1）利用溫度傳感器制成的測溫儀可以遠距離讀取溫度的數(shù)值。因為溫度信號變成電信號后可以遠距離傳輸。（2）常見的測溫元件有：熱敏電阻、金屬熱電

10、阻、熱電偶及紅外線敏感元件等第二節(jié) 傳感器的應用26（1）結構圖(2)工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進入罩內后對光有散射作用，使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出這種變化，就會發(fā)出警報。四、光傳感器的應用-2、火災報警器第二節(jié) 傳感器的應用27 實驗原理： 如圖所示光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻，R1的最大電阻為51k，R2為 330 ，試分析其工作原理 四、光傳感器的應用-3、光控開關第二節(jié) 傳感器的應用28(1)要想在天更暗時路燈才會亮，應該把R1的阻值調大些還

11、是調小些？為什么？ 應該把R1的阻值調大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到高電平，就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。四、光傳感器的應用-3、光控開關第二節(jié) 傳感器的應用 圖乙中，用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？ 由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路。 30 如圖所示電磁繼電器工作電路，圖中虛線框內即為電磁繼電器，D為動觸點，E為靜觸點。試分析電磁繼電器的工作原理。繼電器：第二節(jié) 傳感器的應用 當線圈 A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜

12、鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路 32變暗RG變大A電平升高Y電平降低天亮RG小A低電平Y高電平線圈無電流，銜鐵被C拉開，D、E斷開不發(fā)光線圈有電流，銜鐵被吸引，D、E導通發(fā)光光控開關+繼電器：工作流程第二節(jié) 傳感器的應用33 控制電路的工作原理： 天較亮時，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；天較暗時，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動開啟；天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低，降到一定值，輸出端 Y突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再有電流，則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，路燈熄滅 第二節(jié) 傳感器的應用四、光傳感器的應用-3、光控開關+繼電器34晶體管普通二極管具有_導電性，在電子電路中有多種運用。在用多用電表歐姆檔測量二極管的正向導通電阻時，黑表筆應接二極管的_極；若發(fā)現(xiàn)阻值較大，則與黑表筆接觸的是二極管的_極。 單向正負紅-黑+傳感器補充知識35發(fā)光二極管除了具有單向導電性外，導電