高二物理傳感器的應(yīng)用1

第六章《傳感器》第二節(jié)

《傳感器的應(yīng)用（一）》教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1．了解力傳感器在電子秤上的應(yīng)用。2．了解聲傳感器在話筒上的應(yīng)用。3．了解溫度傳感器在電熨斗上的應(yīng)用。（二）過程與方法通過實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀在了解傳感器原理及應(yīng)用時(shí)，知道已學(xué)知識(shí)在生活、生產(chǎn)、科技社會(huì)中的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度?！锝虒W(xué)重點(diǎn)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。★教學(xué)難點(diǎn)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。★教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法?！锝虒W(xué)工具駐極體話筒的工作電路示教板，示波器，學(xué)生電源，電熨斗，日光燈起動(dòng)器（若干）光敏電阻光照放大器MNN被控電路光控繼電器的工作原理是:當(dāng)照射光敏電阻時(shí),(1)光敏電阻的阻值

(變大或變小)；(2)被控電路

(填“接通”或“斷開”)。光控設(shè)備電源變小接通傳感器應(yīng)用的一般模式一、力傳感器的應(yīng)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(yīng)變片

一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤金屬梁U1U2兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化致使兩個(gè)應(yīng)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(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)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(yīng)變片

形變電壓

一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化致使兩個(gè)應(yīng)變片的電壓差變化

數(shù)顯電子秤電路原理圖練習(xí)1.關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是 （）A.應(yīng)變片常用半導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大反之，變小C.傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D.外力越大，輸出的電壓差值也越大ABD二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒閱讀教材56頁有關(guān)內(nèi)容，思考并回答:（1）話筒的作用是什么？（2）說明動(dòng)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(diǎn)是什么？（4）駐極體話筒的工作原理是什么？有何優(yōu)點(diǎn)？

話筒的作用是把聲信號轉(zhuǎn)化為電信號

二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒

膜片在聲波下振動(dòng)，使得與膜片相連的線圈中產(chǎn)生隨聲波變化的感應(yīng)電流。1、動(dòng)圈式話筒：音圈二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒金屬膜片永久磁鐵工作原理:電磁感應(yīng).練習(xí)2:(2003上海試題)唱卡拉OK用的話筒,內(nèi)有傳感器.其中有一種是動(dòng)圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?下列說法正確的是()A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢B2、電容式話筒：原理:Q是絕緣支架,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)：保真度好絕緣支架薄金屬膜固定電極練習(xí)3：電容式話筒將聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是容器兩板間的()A.距離變化B.正對面積變化C.介質(zhì)變化D.電壓變化A3、駐極體話筒：原理:電介質(zhì)極化.(它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波.工作電壓:3～6V.)＋＋＋－－－特點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，靈敏度高，常用在盒式錄音機(jī)、聲控玩具等便宜的家電上駐極體背極塑料膜空隙較弱的聲音擴(kuò)音器揚(yáng)聲器1.話筒的作用是把______信號轉(zhuǎn)化為___信號。

2.動(dòng)圈式話筒的工作原理：聲音

電磁感應(yīng)電

3.電容式話筒的工作原理：電容發(fā)生變化4.駐極式話筒的工作原理：電介質(zhì)極化二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗1.雙金屬片溫度傳感器

思考：雙金屬片溫度傳感器的作用是什么？作用：控制電路的通斷。三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗原理:熱脹冷縮常溫下兩觸點(diǎn)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(diǎn)接觸。(1)雙金屬片溫度傳感器

三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗電燙斗的構(gòu)造：(2)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應(yīng)用

(2)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應(yīng)用

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)溫度過高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？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)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的？三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗思考與討論：①常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？

答：常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過高時(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)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應(yīng)用

三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗思考與討論：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)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的？

答：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．(2)雙金屬片溫度傳感器在電熨斗中的應(yīng)用

三、溫度傳感器的應(yīng)用:1.電熨斗4、彈簧片1、測溫泡2、細(xì)管3、膜盒5、動(dòng)觸點(diǎn)6、靜觸點(diǎn)7、拉桿8、凸輪9、連桿思考與討論：1、為什么溫度較高時(shí)壓縮機(jī)自動(dòng)工作，達(dá)到設(shè)定低溫后就自動(dòng)停止工作？2、凸輪為什么可以改變設(shè)定的溫度？氯甲烷及它的蒸氣三、溫度傳感器的應(yīng)用:2.電冰箱思考與討論：1、應(yīng)該把恒溫箱中的加熱器接在A、B還是C、D之間呢？2、要使箱內(nèi)溫度保持100℃，可變電阻R′值應(yīng)調(diào)節(jié)多大？三、溫度傳感器的應(yīng)用:3.恒溫箱一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒

三、溫度傳感器的應(yīng)用——

1.電熨斗;2.電冰箱;3.恒溫箱力傳感器是把力信號轉(zhuǎn)換成電信號；聲傳感器是把聲信號轉(zhuǎn)換為電信號;溫度傳感器常用做自動(dòng)控制開關(guān)．小結(jié):6.2傳感器的應(yīng)用(一)

例題1：演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿p，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是()A.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C.物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒有電流D.物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒有示數(shù)B加速度計(jì)

例2.

慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。1.設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）

A.

方向向左，大小為kS/mB．方向向右，大小為kS/mC．方向向左，大小為2kS/mD.方向向右，大小為2kS/mD01010UP2.

若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a的函數(shù)關(guān)系式。01010UPU0解：a=2kS/m∴S=ma/2kU=U0Rx/R=U0S/L=maU0/2kL=mU0a/2kL∝a；/品牌策劃公司營銷策劃公司qsz95nts個(gè)小飯店快三年了，還從來沒有招待過老鄉(xiāng)呢！今日能夠與您認(rèn)識(shí)，真正榮幸得很?。　崩罾相l(xiāng)也說：“我也非常高興??！不要說在景德鎮(zhèn)上了，就是在杭州，我也從來沒有遇到過老鄉(xiāng)呢！”盡管歷來就有“老鄉(xiāng)見老鄉(xiāng)，兩眼淚汪汪”這一人皆認(rèn)同的說法，但耿正今兒個(gè)在自己的“南北小飯莊”里與李老鄉(xiāng)的不期相遇，卻是另外的一番景象呢！倆人就好像是他鄉(xiāng)遇到了故知一樣，很快就無話不談了！看到弟弟將最后吃完飯的幾位客人送出門外了，耿正向他招招手，說：“小直子，你過來！”耿直趕快過來，說：“哥，什么事兒？”耿正說：“你來認(rèn)識(shí)一下，這位李叔叔是咱們的稷山老鄉(xiāng)！”又指著耿直對稷山李老鄉(xiāng)說：“這是我的親兄弟，他叫耿直；對啦，我叫耿正?！惫⒅壁s快恭恭敬敬地拱手施禮，說：“李叔叔好！我說呢，您的口音聽起來有些耳熟?！崩罾相l(xiāng)看看耿直，又看看耿正，說：“一看就是親兄弟倆，長得真像?。　庇中χ鴮⒄f：“你的這個(gè)兄弟機(jī)靈得很，也很會(huì)做生意呢！”耿正笑一笑，對李老鄉(xiāng)說：“我還沒有給您介紹我的妹妹呢！”耿直趕快說：“我這就去叫姐姐出來！”估計(jì)今日中午已經(jīng)不再需要做客飯了，耿英正在廚房里將做剩下的食材歸并一番，準(zhǔn)備兄妹三個(gè)自己吃的飯菜呢。有一會(huì)兒了不見哥哥和弟弟進(jìn)來，耿英心里不免有些著急。正在這時(shí)，耿直大步流星地走了進(jìn)來。一聽弟弟說那人是稷山老鄉(xiāng)，耿英也很高興，連圍裙也沒有解就趕快出來見過，口稱：“李叔叔好！我叫耿英。您能來我們這個(gè)小飯店吃飯，我非常高興！我們來景德鎮(zhèn)幾年了，終于遇到了老鄉(xiāng)！”看著眼前這位身材高挑，端莊大方，口齒又非常利落的姑娘，李老鄉(xiāng)不由地豎起大拇指稱贊道：“呵，這英丫頭不簡單，真正的女中豪杰啊！”耿英不好意思地笑了，說：“李叔叔您過獎(jiǎng)了，什么女中豪杰，我就是個(gè)做飯的嘛！您和我哥我弟繼續(xù)聊著，我去再炒兩個(gè)菜，咱們好好喝一杯！”李老鄉(xiāng)說：“我已經(jīng)吃過了，只做你們吃的就行了！看我，光顧了高興地說話，你們還沒有吃飯呢！”耿直對耿正說：“哥你陪