傳感器的應(yīng)用(希望之星大賽)

第二節(jié)傳感器的應(yīng)用希望之主講人：江卓華年級(jí)：高二物理機(jī)器人asimo傳感器應(yīng)用的一般模式力的傳感器1、力電傳感器的應(yīng)用——電子秤電子秤使用的測(cè)力裝置是什么？它是由什么元件組成的？

電子秤的測(cè)力裝置是力傳感器，它是由一個(gè)金屬梁和兩個(gè)應(yīng)變片一起組成了測(cè)力部分。原理分析：U1U2應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量（輸出應(yīng)變片上下表面的電壓差值）形變（力學(xué)量）電壓（電學(xué)量）轉(zhuǎn)換思考：

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電子地磅秤設(shè)想：加在彈簧上的力發(fā)生變化，彈簧形變量也發(fā)生變化。如果把這個(gè)形變量的變化與一個(gè)變阻器的滑動(dòng)觸點(diǎn)同步連動(dòng)，就能改變電路中的電阻值，從而影響電流和電壓的變化。2、聲音傳感器的應(yīng)用——話筒

聲———電磁感應(yīng)———電流當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)，音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)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(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。原理：電磁感應(yīng)（1）動(dòng)圈式話筒：（2）電容式話筒：聲—電容變化—電流、電壓

利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓．優(yōu)點(diǎn)：保真度好。原理：電容充放電3.溫控開(kāi)關(guān)：日光燈啟動(dòng)器取一個(gè)報(bào)廢的日光燈啟輝器，去掉外殼，敲碎氖泡的玻璃，可以看到一個(gè)U型的雙金屬片，雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對(duì)觸點(diǎn)，常溫下觸點(diǎn)是分離的，用火焰靠近金屬片，可以看到雙金屬片的形狀變化，與金屬絲接觸，熄滅火焰，雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀，兩個(gè)觸點(diǎn)分離。把這個(gè)啟動(dòng)器用到溫控開(kāi)關(guān)，可以控制小燈泡的亮和滅。U形動(dòng)觸片靜觸片氖泡圖1傳感器溫度———控制電路通斷原因：雙金屬片銅的膨脹系數(shù)大于鐵溫度傳感器（雙金屬片）的應(yīng)用——電熨斗

雙金屬片溫度傳感器的作用：控制電路的通斷.思考與討論：（1）常溫下上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過(guò)高時(shí)，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(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱．溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用．

（2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時(shí)可通過(guò)調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性鋼片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制在不同溫度的目的．1、感溫鐵氧體的特點(diǎn)：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103℃時(shí)，就失去了鐵磁性，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“居里溫度”或“居里點(diǎn)”。實(shí)驗(yàn)：取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一小塊的永磁體吸在一起，用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：當(dāng)用電烙鐵給鐵氧體加熱時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，鐵氧體就會(huì)失去磁性。4.溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋2、電飯鍋的原理手動(dòng)開(kāi)關(guān)接線螺絲觸點(diǎn)永磁鐵電熱板內(nèi)膽底轉(zhuǎn)軸感溫鐵氧體

開(kāi)始煮飯時(shí)，用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開(kāi)后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。（2）煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度？為什么？水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100℃不變。（3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)有什么變化？這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作？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)103℃”時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開(kāi)，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱．思考與討論：（1）開(kāi)始煮飯時(shí)為什么要壓下開(kāi)關(guān)按鈕？手松開(kāi)后這個(gè)按鈕是否會(huì)恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？（4）如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動(dòng)斷電？如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100℃不變，溫度低于“居里點(diǎn)103℃”，電飯鍋不能自動(dòng)斷電。只有水燒干后，溫度升高到103℃才能自動(dòng)斷電。電飯煲實(shí)物圖5、火災(zāi)報(bào)警器光———電流變化———控制電路通斷非電學(xué)量———傳感器———電學(xué)量———控制電路通斷光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器（選講）1、機(jī)械鼠標(biāo)器的主要構(gòu)造圖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)通過(guò)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)分別統(tǒng)計(jì)X、y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。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)換成電壓脈沖思考：1、利用光敏電阻設(shè)計(jì)一個(gè)電路，比較離桌面1米高的相同功率的日光燈與白熾燈，哪個(gè)光的強(qiáng)度大？A2、說(shuō)明自動(dòng)排氣扇的工作原理。（其中A為水汽傳感器，當(dāng)水汽的濃度增大時(shí)，其內(nèi)部電阻減小。）水汽濃度———電流———控制電路通斷思考：?jiǎn)栴}與練習(xí)1：查閱家中冰箱說(shuō)明書，對(duì)照電路圖分析冰箱自動(dòng)控溫原理和設(shè)定溫度的原理。2：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢和市場(chǎng)調(diào)查的方式收集整理一份傳感器的分類表，并分別簡(jiǎn)單介紹其原理，配備必要的實(shí)物照片。本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：1、力傳感器的應(yīng)用——電子秤2、聲傳感器的應(yīng)用——話筒3、溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗電飯煲4、光傳感器的應(yīng)用———火災(zāi)報(bào)