高二物理传感器的应用

高中物理新人教版

选修３-２系列课件1/37第六章《传感器》第二节

《传感器应用（一）》2/37教学目标（一）知识与技能1．了解力传感器在电子秤上应用。2．了解声传感器在话筒上应用。3．了解温度传感器在电熨斗上应用。（二）过程与方法经过试验或演示试验，了解传感器在生产、生活中应用。3/37（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中价值，增强学习兴趣，培养良好科学态度。★教学重点各种传感器应用原理及结构。★教学难点各种传感器应用原理及结构。★教学方法试验法、观察法、讨论法。★教学工具驻极体话筒工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动器（若干）4/37光敏电阻光照放大器MNN被控电路光控继电器工作原理是:当照射光敏电阻时,(1)光敏电阻阻值

(变大或变小)；(2)被控电路

(填“接通”或“断开”)。光控设备电源变小接通5/37传感器应用普通模式6/37一、力传感器应用——电子秤7/371.电子秤使用测力装置是什么?

它是由什么元件组成?2.简述力传感器工作原理.装置:力传感器元件:金属梁和应变片

一、力传感器应用——电子秤8/37金属梁U1U2两个应变片形变引发电阻改变致使两个应变片电压差改变

9/371.电子秤使用测力装置是什么?

它是由什么元件组成?3.应变片能够把什么力学量转化为何电学量？2.简述力传感器工作原理.装置:力传感器组成:金属梁和应变片

形变电压

一、力传感器应用——电子秤两个应变片形变引发电阻改变致使两个应变片电压差改变

10/37数显电子秤电路原理图11/37练习1.关于电子秤中应变式力传感器说法正确是 （）A.应变片惯用半导体材料制成B.当应变片表面拉伸时，其电阻变大反之，变小C.传感器输出是应变片上电压D.外力越大，输出电压差值也越大ABD12/37二、声传感器应用——话筒13/37阅读教材56页相关内容，思索并回答:（1）话筒作用是什么？（2）说明动圈式话筒工作原理和工作过程。（3）说明电容式话筒工作原理和工作过程。这种话筒优点是什么？（4）驻极体话筒工作原理是什么？有何优点？

话筒作用是把声信号转化为电信号

二、声传感器应用——话筒14/37

膜片在声波下振动，使得与膜片相连线圈中产生随声波改变感应电流。1、动圈式话筒：音圈二、声传感器应用——话筒金属膜片永久磁铁工作原理:电磁感应.15/37练习2:(上海试题)唱卡拉OK用话筒,内有传感器.其中有一个是动圈式,它工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小金属线圈,线圈处于永磁体磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.以下说法正确是()A.该传感器是依据电流磁效应工作B.该传感器是依据电磁感应原理工作C.膜片振动时，穿过金属线圈磁通量不变D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势B16/372、电容式话筒：原理:Q是绝缘支架,薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生改变,电路中形成改变电流,于是电阻两端就输出了与声音改变规律相同电压.优点：保真度好绝缘支架薄金属膜固定电极17/37练习3：电容式话筒将声音信号被话筒转化为电信号，其中造成电容改变原因可能是容器两板间()A.距离改变B.正对面积改变C.介质改变D.电压改变A18/373、驻极体话筒：原理:电介质极化.(它由内部驻极体塑料膜感受声波.工作电压:3～6V.)＋＋＋－－－特点：体积小，重量轻，价格廉价，灵敏度高，惯用在盒式录音机、声控玩具等廉价家电上驻极体背极塑料膜空隙19/37较弱声音扩音器扬声器20/371.话筒作用是把______信号转化为___信号。

2.动圈式话筒工作原理：声音

电磁感应电

3.电容式话筒工作原理：电容发生改变4.驻极式话筒工作原理：电介质极化二、声传感器应用——话筒21/37三、温度传感器应用:1.电熨斗22/371.双金属片温度传感器

思索：双金属片温度传感器作用是什么？作用：控制电路通断。三、温度传感器应用:1.电熨斗23/37原理:热胀冷缩常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不一样，双金属片形状发生改变，使触点接触。(1)双金属片温度传感器

三、温度传感器应用:1.电熨斗24/37电烫斗结构：(2)双金属片温度传感器在电熨斗中应用

25/37(2)双金属片温度传感器在电熨斗中应用

思索与讨论：①常温下，上、下触点应是接触还是分离？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不一样温度，这是怎样使用调温旋钮来实现？三、温度传感器应用:1.电熨斗26/37思索与讨论：①常温下，上、下触点应是接触还是分离？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？

答：常温下，上、下触点应是接触，但温度过高时，因为双金属片受热膨胀系数不一样，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，停顿加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这么循环进行，起到自动控制温度作用．(2)双金属片温度传感器在电熨斗中应用

三、温度传感器应用:1.电熨斗27/37思索与讨论：②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不一样温度，这是怎样使用调温旋钮来实现？

答：熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不一样温度，此时可经过调温旋钮调整升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触难易，到达控制在不一样温度目标．(2)双金属片温度传感器在电熨斗中应用

三、温度传感器应用:1.电熨斗28/374、弹簧片1、测温泡2、细管3、膜盒5、动触点6、静触点7、拉杆8、凸轮9、连杆思索与讨论：1、为何温度较高时压缩机自开工作，到达设定低温后就自动停顿工作？2、凸轮为何能够改变设定温度？氯甲烷及它蒸气三、温度传感器应用:2.电冰箱29/37思索与讨论：1、应该把恒温箱中加热器接在A、B还是C、D之间呢？2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调整多大？三、温度传感器应用:3.恒温箱30/37一、力传感器应用——电子秤二、声传感器应用——话筒

三、温度传感器应用——

1.电熨斗;2.电冰箱;3.恒温箱力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声信号转换为电信号;温度传感器惯用做自动控制开关．小结:6.2传感器应用(一)31/37

例题1：（上海考题）演示位移传感器工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器金属滑杆p，经过电压表显示数据，来反应物体位移大小x。假设电压表是理想，则以下说法正确是()A.物体M运动时，电源内电流会发生改变B.物体M运动时，电压表示数会发生改变C.物体M不动时，电路中没有电流D.物体M不动时，电压表没有示数B32/37加速度计33/37

例2.

惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统主要元件是加速度计。加速度计结构和原理示意图如图示，沿导弹长度方向按装固定光滑杆上套一个质量为m滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k弹簧相连，两弹簧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，可经过标尺测出滑块位移，然后经过控制系统进行制导。1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点距离为S，则这段时间内导弹加速度（）

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/mD01010UP34/372.

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