《传感器应用二》讲义新人教选修

1、传感器应用二讲义新人教选修阅读教材，回答问题：阅读教材，回答问题：（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？（2）感温铁氧体的组成物质是什么？）感温铁氧体的组成物质是什么？（3）感温铁氧体有何特点？）感温铁氧体有何特点？（4）什么是）什么是“居里点居里点”？一、温度传感器的应用一、温度传感器的应用-电饭锅电饭锅1 1、感温铁氧体的特点：常温下具有、感温铁氧体的特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约度上升到约1031030 0C C时，就失去了铁时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。注意：磁性，不能被磁体吸引了

2、。注意：这个温度在物理学中称为该材料的这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度居里温度”或或“居里点居里点”。思考：思考： 温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失，温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失， 感温铁氧体与磁铁分离。感温铁氧体与磁铁分离。2 2、电饭锅的原理、电饭锅的原理（1 1）开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁）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，按钮不再体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。恢复到图示状态。（2 2）水沸腾后，锅内大致保持）水沸腾后，锅内大致保持100100不变。不变。（3 3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升

3、）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至高，当温度升至“居里点居里点103”103”时，感温时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热加热（4 4）如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保）如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持持100100不变，温度低于不变，温度低于“居里点居里点103”103”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到度升高到103103才能自动断电。才能自动断电。思考并回答教材思考并回答教材“思考与讨论思考与讨论”中

4、的问题，了解电饭锅的中的问题，了解电饭锅的工作原理工作原理(1).开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按 钮是否恢复到图示的状态？为什么？钮是否恢复到图示的状态？为什么？(2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为 什么？什么？(3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化 ？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？(4).如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？

5、: 在 抗 击在 抗 击非典非典SARS的的过程中，过程中，许多公共许多公共场合都使场合都使用了非接用了非接触式红外触式红外测温仪测温仪测温速度小于测温速度小于0.5 s，分辨力达到，分辨力达到0.l 阅读教材，思考并回答有关问题：阅读教材，思考并回答有关问题：(1).温度传感器测温仪有何优点？温度传感器测温仪有何优点？(2).常见的测温元件有哪些？常见的测温元件有哪些？ 可以远距离读取温度的数值因可以远距离读取温度的数值因为温度信号变成电信号后可以远为温度信号变成电信号后可以远距离传输距离传输热敏电阻、金属热电阻、热电热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等偶及红外线敏感元件等阅读课本

6、阅读课本p61 回答回答v1、机械式鼠标器的组成、机械式鼠标器的组成v2、机械式鼠标器的工作原理、机械式鼠标器的工作原理滚球、滚轴与码盘、滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外红外发射管与红外接收管接收管 2 2、工作原理：当鼠标在桌面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个码盘、工作原理：当鼠标在桌面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统计算机分别统计X X、y y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应

7、的位移。应的位移。 阅读：阅读：P61 回答回答 利用烟雾对光的散利用烟雾对光的散射来工作的火灾报射来工作的火灾报警器为例，简述其警器为例，简述其工作原理工作原理 2 2、工作原理：在没有发生火灾时，光、工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不到电三极管收不到LEDLED发出的光，呈现高发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。

8、种变化，就会发出警报。小小 结结1 1、温度传感器、温度传感器 的应用的应用（1 1）电饭锅）电饭锅（2 2）测温）测温仪仪2 2、光传感、光传感器器 的应用的应用（1 1）鼠标器）鼠标器（2 2）火灾报警器）火灾报警器1、下列器件是应用光传感器的是、下列器件是应用光传感器的是 （ ）A鼠标器鼠标器B火灾报警器火灾报警器C测温仪测温仪 D电子电子称称例题分析例题分析2 2、如图所示，电源两端的电压恒定，、如图所示，电源两端的电压恒定，I I为小灯泡，为小灯泡，R R为为光敏电阻，光敏电阻，D D为发光二极管（电流越大，发光越强），且为发光二极管（电流越大，发光越强），且R R与与D D距离不变

9、，下列说法中正确的是（距离不变，下列说法中正确的是（ ）（A A）当滑动触头向左移动时，）当滑动触头向左移动时，L L消耗的功率增大消耗的功率增大 （B B）当滑动触头向左移动时，）当滑动触头向左移动时，L L消耗的功率减小消耗的功率减小（C C）当滑动触头向右移动时，）当滑动触头向右移动时，L L消耗的功率可能不变消耗的功率可能不变（D D）无论怎样移动滑动触头，）无论怎样移动滑动触头，L L消耗的功率不变消耗的功率不变3、如图所示是电饭煲的电路图，、如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（动闭合后，当此开关温度达到居里点（103）

10、时，会自）时，会自动断开。动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于是一个自动控温开关，当温度低于70时会自时会自动闭合；温度高于动闭合；温度高于80时，会自动断开。红灯是加热时的时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1R2500，计算加热电阻丝，计算加热电阻丝R350，两灯电阻不计。两灯电阻不计。（1）分析电饭煲的工作原理。）分析电饭煲的工作原理。（2）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比。）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比。（3）简要回答，如果不闭合开关）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？，能将饭煮

11、熟吗？温度传感器的应用温度传感器的应用【例【例1 1】如图甲为在温度为】如图甲为在温度为1010左右的环境中工作左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R R1 1=20 20 kk，R R2 2=10 k10 k，R R3 3=40 k40 k，R Rt t为热敏电阻，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当 a a、b b端电压端电压 U Uabab000时，电压鉴别器使时，电压鉴别器使 S S断开，停止加热，断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在恒温箱内的温度恒定在_ 35解：设电路两端电压为为解：设电

12、路两端电压为为U U，当，当U Uabab=0=0时，时， 有有解得解得R Rt t=20 k20 k由图乙可知，当由图乙可知，当R Rt t=20 k20 k时，时，t=t=353533121RRRURRRUt光传感器的应用光传感器的应用【例【例2 2】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。量车速和行程的装置示意图。A A为光源，为光源，B B为光电为光电接收器，接收器，A A、B B均固定在车身上，均固定在车身上，C C为小车的车轮，为小车的车轮，D D为与为与C C同轴相连的齿轮。车轮转动时，同轴相连的齿轮。车轮转动时，A A

13、发出的发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被被B B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为示。若实验显示单位时间内脉冲数为n n，累计脉，累计脉冲数为冲数为NN，则要测出小车的速度和行程还必须测，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是量的物理量和数据是 ，小车速，小车速度的表达式为度的表达式为v v= = ；行程的表达式为；行程的表达式为= = 。 车轮的半径车轮的半径R R和齿轮和齿轮P PPRn2PRN2 光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变为光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）的转脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）的转动有关，也就与速度和行程有关。动有关，也就与速度和行程有关。 根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有v=2R fv=2R f，其中，其中R R为车轮的半径，为车轮的半径，f f为单位时间内为单位时间内车轮转过的圈数；若车轮的齿数为车轮转过的圈数；若车轮的齿数为P P，则转一圈应，则转一圈应有有P P个脉冲被个脉冲被