点课：传感器课件

1、传感器的应用传感器的应用授课人：李晓磊授课人：李晓磊一、力传感器一、力传感器-测物体的质量：电子秤测物体的质量：电子秤EPASBR0 AR0PASBR0VEPASBR0VE 例例2. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个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，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为的滑块，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

2、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。测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。01010UP测物体加速度测物体加速度 1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离向左偏离O点的距离为点的距离为S，则这段时间内导弹，则这段时间内导弹的加速度的加速度 （ ） A. 方向向左，大小为方向向左，大小为 k S/m B方向向右，大小为方向向右，大小为 k S/m C方向向左，大小为方向向左，大小为 2k S/m D.

3、 方向向右，大小为方向向右，大小为 2k S/m01010UPD2. 若可变电阻总长度为若可变电阻总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳，其电阻均匀，两端接在稳压电源压电源U0上，当导弹以加速度上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信产生位移，此时可输出一个电信号号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹，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，试写出运动状态输入信息，试写出U与与a 的函数关系式。的函数关系式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U

4、0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa测测 位位 移移 传感器可将非电学量转化为电学量，传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用。如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、起自动控制作用。如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器中有光电传感器演示位移传感器的工作原理如右图示，演示位移传感器的工作原理如右图示，物体物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小电压表显示

5、的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是理想的，则下列说法正确的是 ( )A. 物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C. 物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D. 物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B03年上海理综年上海理综10.二、二、热电传感器热电传感器 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的化的原理制成的,如各种家用电器如各种家

6、用电器(空调、冰箱、热水器、空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等饮水机、电饭煲等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 例题：例题：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器之间接报警器。当传感器 R2 所在处所在处出现火情时，显示器的电流出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压、报警器两端的电压U 的的变化情况是（变化情况是（ ）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小

7、，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabEr 解：解：出现火情时温度升高，出现火情时温度升高，R2 减小，减小， R总总减小，减小， I总总增大，增大，Uab减小，减小， U并并减小，减小， IA减小，减小，B例例4、 用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。源、

8、继电器、滑动变阻器、开关、导线。aedcb解解：热敏电阻受到光照射时电阻变小：热敏电阻受到光照射时电阻变小 ，将热敏电，将热敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的接入继电器的a、b端，如图示：端，如图示：将学生用电源与电铃分别接入将学生用电源与电铃分别接入c、d、e之间。之间。 正常时热敏电阻值大，正常时热敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，间电流小，磁性弱，ce处于闭合，绿灯亮。处于闭合，绿灯亮。 有险情时，光敏电阻有险情时，光敏电阻值小值小, ab间电流大间电流大,磁性强磁性强,吸住衔铁吸住衔铁,cd闭合闭合,ce断开断开,绿

9、灯灭绿灯灭,电铃响。电铃响。三、光传感器三、光传感器如图示为光敏电阻自动计数器的示意图如图示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中其中R1为光为光敏电阻敏电阻,R2为定值电阻为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理此光电计数器的基本工作原理是是 ( )A. 当有光照射当有光照射R1时时,信号处理系统获得较高电压信号处理系统获得较高电压B. 当有光照射当有光照射R1时时,信号处理系统获得较低电压信号处理系统获得较低电压C. 信号处理系统每获得一次较低电压就记数一次信号处理系统每获得一次较低电压就记数一次D.信号处理系统每获得一次较高电压就记数一次信号处理系统每获得一次较高电压就记数一次R1R2信号处信

10、号处理系统理系统B D练习、练习、 如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于上，将多用电表的选择开关置于档，用光照射光敏档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为电阻时表针的偏角为， 现用手掌挡住部分光线，表现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为针的偏角变为 ，则可判断，则可判断 ( )A. = B. D. 不能确定不能确定和和 的关系的关系B四四.声电传感器声电传感器 例题：（例题：（2003上海理综上海理综11 ）唱卡拉）唱卡拉OK用的话筒，用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工

11、作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声 音 信 号 转 变 为 电 信 号 。 下 列 说 法 正 确 的 是声 音 信 号 转 变 为 电 信 号 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A 该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的B 该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动

12、势膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势B练习练习1、 用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。ecab解解：光敏电阻受到光照射时电阻变小：光敏电阻受到光照射时电阻变小 ，将光敏电，将光敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的

13、接入继电器的a、b端，如图示：端，如图示：将交流电源与路灯接入将交流电源与路灯接入c、e之间。之间。220V 光暗时光敏电阻值大，光暗时光敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，间电流小，磁性弱，ce处于闭合，灯亮。处于闭合，灯亮。 光亮时，光敏电阻值光亮时，光敏电阻值小，小， ab间电流大，磁性间电流大，磁性强，吸住衔铁，电路强，吸住衔铁，电路ce处处断开，灯灭。断开，灯灭。练习练习2、某仪器内部电路如图所示，其中、某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，簧相连，并套在光滑水

14、平细杆上，a、b、c三块金属三块金属片的间隙很小，（片的间隙很小，（b固定在金属块上）。当金属块处固定在金属块上）。当金属块处于平衡时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器于平衡时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是 （ ）A. 当汽车加速前进时，甲灯亮当汽车加速前进时，甲灯亮B.当汽车加速前进时，乙灯亮当汽车加速前进时，乙灯亮C. 当汽车刹车时，乙灯亮当汽车刹车时，乙灯亮D.当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮车的前进方向车的前进方向车车的的后后部部 acb乙灯乙灯甲灯甲灯M B 可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结其结构如图所示。当系统绕轴构如图所示。当系统绕轴OO转动时，元件转动时，元件A发发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知等的制导系统的信息源。已知A的质量为的质量为m，弹，弹簧的劲度系数为簧的劲度系数为k、自然长度为、自然长度为l，电源的电动势，电源的电动势为为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为、内阻不计。滑动变阻器总长也为l ，电阻，电阻分布均匀，系统静止时分布