高中物理：6.2《传感器的应用（一）》课件（新人教选修3-2）

第二节传感器的应用 传感器应用的一般模式 第二节传感器的应用 第二节传感器的应用 1 力电传感器的应用 电子秤 1 电子秤使用的测力装置是什么 它是由什么元件组成的 2 简述力传感器的工作原理 3 应变片能够把什么力学量转化为什么电学量 原理分析 力 电阻变化 电压 第二节传感器的应用 1 力电传感器的应用 电子秤 声 电磁感应 电流 当声波使金属膜片振动时 连接在膜片上的线圈 叫做音圈 随着一起振动 音圈在永久磁铁的磁场里振动 其中就产生感应电流 电信号 感应电流的大小和方向都变化 变化的振幅和频率由声波决定 这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器 从扬声器中就发出放大的声音 第二节传感器的应用 原理 电磁感应 1 动圈式话筒 2 声电传感器的应用 话筒 2 电容式话筒 声 电容变化 电流 电压 第二节传感器的应用 第二节传感器的应用 3 实验 传感器 温度 控制电路通断 第二节传感器的应用 原因 双金属片 铜的膨胀系数大于铁 第二节传感器的应用 双金属片温度传感器的作用 控制电路的通断 课本P57思考与讨论 第二节传感器的应用 4 温度传感器的应用 电熨斗 思考与讨论 1 常温下 上 下触点应是接触的还是分离的 当温度过高时 双金属片将怎样起作用 常温下 上 下触点应是接触的 但温度过高时 由于双金属片受热膨胀系数不同 上部金属膨胀大 下部金属膨胀小 则双金属片向下弯曲 使触点分离 从而切断电源 停止加热 温度降低后 双金属片恢复原状 重新接通电路加热 这样循环进行 起到自动控制温度的作用 2 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度 这是如何使用调温旋钮来实现的 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度 此时可通过调温旋钮调节升降螺丝 升降螺丝带动弹性钢片升降 从而改变触点接触的难易 达到控制在不同温度的目的 力 传感器 电流声 传感器 电流温度 传感器 电流 非电学量 传感器 电学量 好处 容易测量 第二节传感器的应用 传感器的应用模式 容易控制容易测量显示 第二节传感器的应用 思考 1 设计一个电路 比较离桌面1米高的日光灯与白炽灯 哪个光的强度大 第二节传感器的应用 2 说明自动排气扇的工作原理 其中A为水汽传感器 当水汽的浓度增大时 其内部电阻减小 水汽浓度 电流 控制电路通断 第二节传感器的应用 思考 问题与练习1 当冷藏室里的温度升高时 1 2 3中的氯甲烷受热膨胀 弹性金属膜盒3的左端膨胀 推动弹簧片4向左动 使5 6接触 控制制冷压缩机电路开始工作 当温度下降到一定程度 氯甲烷受冷收缩 弹性金属膜盒3带动弹簧片4向右动 5 6又分开 制冷结束 直到下次温度升高再重复上述过程 自动控温原理 设定温度原理 将凸轮8逆时针旋转 凸轮将连杆9向右顶 使得弹簧7弹力增大 要使5 6触点接触 需要膜盒3产生的推力增大 膜盒3体积膨胀增加 那么冰箱内的设定温度增高 故旋转凸轮可以改变设定的温度 本节课主要学习了以下几个问题 1 力传感器的应用 电子秤2 声传感器的应用 话筒3 温度传感器的应用 电熨斗力传感器是把力信号转换成电信号 声传感器是把声音信号转换为电信号 温度传感器往往是用来进行自动控制 第二节传感器的应用 3 应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量 1 电子秤的测力装置是力传感器 它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分 2 在金属梁没有力的情况下 金属梁处于水平状态 梁的上下应变片的长度没变且相等 两应变片的电阻大小也相等 当给金属梁施加竖直向下的力时 金属梁会向下弯曲 使得金属梁上面的应变片被拉长 电阻变大 两端电压也变大 而下边的应变片被挤压收缩 电阻变小 两端的电压也减小 使得两应变片两端电压值不相等 存在差值 控制电路就通过这个差值 经过放大电路将差值信号放大 再在显示器上显示出数字 即力F的大小 练习1 关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是A 应变片是由多用半导体材料制成B 当应变片的表面拉伸时 其电阻变大 反之 变小C 传感器输出的是应变片上的电压D 外力越大 输出的电压差值也越大 ABD 例1 1 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中 这个系统的重要元件是加速度计 加速度计的构造和原理的示意图如图示 沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块 滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连 两弹簧的另一端与固定壁相连 滑块原来静止 弹簧处于自然长度 滑块上有指针 可通过标尺测出滑块的位移 然后通过控制系统进行制导 设某段时间内导弹沿水平方向运动 指针向左偏离O点的距离为S 则这段时间内导弹的加速度 A 方向向左 大小为kS mB 方向向右 大小为kS mC 方向向左 大小为2kS mD 方向向右 大小为2kS m D 2 若电位器 可变电阻 总长度为L 其电阻均匀 两端接在稳压电源U0上 当导弹以加速度a沿水平方向运动时 与滑块连接的滑动片P产生位移 此时可输出一个电信号U 作为导弹惯性制导系统的信息源 为控制导弹运动状态输入信息 试写出U与a的函数关系式 解 a 2kS m S ma 2k U U0Rx R U0S L maU0 2kL mU0a 2kL a 温度传感器的应用 电熨斗 温控开关 取一个报废的日光灯启辉器 去掉外壳 敲碎氖泡的玻璃 可以看到一个U型的双金