江西省吉安市永丰中学人教版物理选修3-2《62传感器的应用》课件(共33张PPT)

1、第六章第六章 传感器传感器永丰中学物理组第二节第二节 传感器的应用传感器的应用第六章第六章 传感器传感器传感器应用的一般模式：传感器应用的一般模式：第二节第二节 传感器的应用传感器的应用第六章第六章 传感器传感器1、力电传感器的应用、力电传感器的应用电子秤电子秤（1）电子秤使用的测力装置是什么？电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？它是由什么元件组成的？（2 2）简述力传感器的工作原理。）简述力传感器的工作原理。（3 3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？第六章第六章 传感器传感器原理分析原理分析：力力电阻变化电阻变化 电压电压1、力

2、电传感器的应用、力电传感器的应用电子秤电子秤 U U1 1U U2 2第六章第六章 传感器传感器(1).电子秤使用的测力装置是什么电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的它是由什么元件组成的?(3).应变片应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？能够把什么力学量转化为什么电学量？(2).简述力传感器的工作原理简述力传感器的工作原理. 第六章第六章 传感器传感器2、温度传感器的应用、温度传感器的应用电熨斗电熨斗(1).观察玻璃泡内，可以看到一个观察玻璃泡内，可以看到一个U形双金属片，形双金属片，常温下触点是分离的常温下触点是分离的。(2).用火焰靠近双金属片，用火焰靠近双金属片，双金属

3、片发生了怎样的变双金属片发生了怎样的变化，把火焰移开，金属片化，把火焰移开，金属片情况如何情况如何？火焰靠近时，金属片与金属火焰靠近时，金属片与金属丝接触；火焰移开时，两个丝接触；火焰移开时，两个触点分离。这个启动器可做触点分离。这个启动器可做温控开关。温控开关。第六章第六章 传感器传感器原因：双金属片原因：双金属片铜的铜的膨胀系数大于铁膨胀系数大于铁第六章第六章 传感器传感器双金属片温度传感器双金属片温度传感器的作用：控制电路的通断的作用：控制电路的通断. . 课本课本P P5757思考与讨论思考与讨论第六章第六章 传感器传感器思思考与讨论考与讨论：（1）常温下，上、下触点应是接触的还是分离

4、的？）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？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，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，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，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动控制温度

5、的作用 第六章第六章 传感器传感器（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同）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？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制在不同温度的目的 第六章第六章 传感器传感器问题问题: 电饭锅烧饭饭熟电饭锅烧饭饭熟后会自动断开后会自动断开?电饭锅烧

6、水水开电饭锅烧水水开后能自动断开后能自动断开?回顾在家煮饭的过程回顾在家煮饭的过程?第六章第六章 传感器传感器第六章第六章 传感器传感器 构造构造第六章第六章 传感器传感器工作原理工作原理:第六章第六章 传感器传感器工作原理工作原理:第六章第六章 传感器传感器工作原理工作原理:第六章第六章 传感器传感器工作原理工作原理:第六章第六章 传感器传感器叙述电饭锅的工作过程叙述电饭锅的工作过程? 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸示状态，则触

7、点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性，在时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热电源，从而停止加热 第六章第六章 传感器传感器许多会议室、宾许多会议室、宾馆房间的天花板馆房间的天花板上都装有火灾报上都装有火灾报警器，火灾报警警器，火灾报警器是

8、光传感器应器是光传感器应用的又一实例。用的又一实例。第六章第六章 传感器传感器(1)烟雾散射火灾烟雾散射火灾报警器的报警器的组成组成?第六章第六章 传感器传感器光电三极管光电三极管是是烟雾火警烟雾火警报警器中的报警器中的光传感器光传感器第六章第六章 传感器传感器第六章第六章 传感器传感器力力 传感器传感器电流电流声声 传感器传感器电流电流温度温度 传感器传感器电流电流非非电学量电学量传感器传感器电学量电学量好处：容易测量好处：容易测量传感器的应用传感器的应用第六章第六章 传感器传感器传感器的应用模式传感器的应用模式容易控制容易控制 容易测量显示容易测量显示思考：思考：1、设计一个电路，比较离桌

9、面、设计一个电路，比较离桌面1米高的日光灯与米高的日光灯与白炽灯，哪个光的强度大？白炽灯，哪个光的强度大？A第六章第六章 传感器传感器2、说明自动排气扇的工作原理。、说明自动排气扇的工作原理。（其中（其中A为为水汽传水汽传感器，当水汽的浓度增大时，其内部电阻减小。）感器，当水汽的浓度增大时，其内部电阻减小。）水汽浓度水汽浓度电流电流控制电路通断控制电路通断思考：思考：第六章第六章 传感器传感器问题问题与与练习练习 1： ： 当冷藏室里的温度升高当冷藏室里的温度升高时时， ，1、 、2、 、3中的中的氯氯甲甲烷烷受受热热膨膨胀胀， ，弹弹性金属膜盒性金属膜盒3的左端膨的左端膨胀胀，推，推动弹动弹

10、簧片簧片4向左向左动动，使，使5、 、6接触，控制制冷接触，控制制冷压缩压缩机机电电路开始工作，当温度下降到路开始工作，当温度下降到一定程度，一定程度，氯氯甲甲烷烷受冷收受冷收缩缩， ，弹弹性金属膜盒性金属膜盒3带动弹带动弹簧片簧片4向右向右动动,5、 、6又分开，制冷又分开，制冷结结束，直到下次温度升高再重复束，直到下次温度升高再重复上述上述过过程。程。 自自动动控温原理控温原理 设设定温度原理定温度原理 将凸将凸轮轮8逆逆时针时针旋旋转转，凸，凸轮轮将将连连杆杆9向右向右顶顶，使得，使得弹弹簧簧7弹弹力增大，要使力增大，要使5、 、6触点接触，需要膜盒触点接触，需要膜盒3产产生的推生的推力

11、增大，膜盒力增大，膜盒3体体积积膨膨胀胀增加，那么冰箱内的增加，那么冰箱内的设设定温度定温度增高。故旋增高。故旋转转凸凸轮轮可以改可以改变设变设定的温度。定的温度。第六章第六章 传感器传感器本节课主要学习了以下几个问题：本节课主要学习了以下几个问题：1 1、力传感器的应用、力传感器的应用电子秤电子秤2 2、声传感器的应用、声传感器的应用话筒话筒3 3、温度传感器的应用、温度传感器的应用电熨斗电熨斗 力传感器是把力信号转换成电信号；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；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温度传感器往往是用来进行自动控

12、制第六章第六章 传感器传感器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。第六章第六章 传感器传

13、感器练习练习1.关于关于电子秤电子秤中中应变式力传感器应变式力传感器的说法的说法 正确的是正确的是A.应变片是由多用半导体材料制成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外力越大，输出的电压差值也越大（ A B D ）第六章第六章 传感器传感器(2)若电位器（可变电阻）总长度为若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，其电阻均匀，两端接在稳压电源两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度上，当导弹以加速度a沿水平方向沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输产生位移，此时可输出一个电信号出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，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，试写出为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与与a 的函数关的函数关系式。系式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa第六章第六章 传感器传感器温度传感器的应用温度传感器的应用电熨斗