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文档简介
1、传感器及其工作原理,第一,什么是传感器,阅读和思考课本的问题:(1)什么是传感器?(2)传感器的作用是什么?传感器是指能够检测力、温度、光、声音、化学成分等非电量,并根据一定规律将其转换为电压、电流等电量或电路的通端的组件。传感器的作用是将非电量转换为电能或电路的通端,使其易于测量、传输。角度位移速度压力、温度湿度、声强照明、传感器、电压电流电阻电容器、1、传感器是什么、课本阅读、事故问题:(1)感光电阻的电阻率与什么有关?(2)感光电阻受光时会发生什么变化?如何解释?(3)光敏电阻能把什么量转换成什么量?光敏电阻的电阻率与发光度相关。感光电阻收到光后,电阻变小。硫化钨是半导体材料,没有光的时
2、候油类分子很少,导电性不好。随着光的增加,流通量越来越多,导电性越来越好,光敏电阻将光学量转换为电阻这种电能,2,光敏电阻,阅读课本,问题:3热电阻和金属热电阻,(1)金属导体和半导体材料的导电和温度变化关系是否相同?(2)热敏电阻和金属热阻的优点和缺点是什么?(3)热敏电阻和金属热阻能把什么样的量转换成什么样的量?不同的是,金属导体的导电性随温度的提高而降低,半导体材料的导电性随温度的提高而提高,热敏电阻的灵敏度高,但化学稳定性低,测量范围小。金属热电阻的化学稳定性较好,测量范围较大,但灵敏度不好,可以将热学量(温度)转换为电阻(温度)的电量,容量传感器可以将位移这种动态量转换为电容这种电量
3、。(莎士比亚、电、电、电、电、电、电、电、电)、介质插入、容量增加、确定的霍尔元件的D、K设置为值,保持I不变,UH的变化与B成正比。通过这种方式,霍尔器件可以将磁感应强度这一磁学变成电压这一电容量。4孔元素,固定电阻,热敏电阻3个元素,这3个元素分别连接到图中所示电路的A,B 2点,然后用黑纸包裹零件或放在热水中观察欧姆表的数量。下列选项中正确的是(),AC,教室练习,将A放入热水或渡边杏放入。这个组件必须与热敏电阻B放在热水里相比,欧姆不变。该组件必须比固定值电阻C用黑色纸包裹组件的欧姆表示数有很大的变化。这个组件必须与光敏电阻D用黑纸包裹组件相比,欧姆表数相同。此组件必须是固定值电阻、6
4、.2传感器应用、传感器应用、传感器应用的一般模式。1)传感器输出信号很微弱,直接驱动执行机构难以实现控制。2)输出信号进行远距离传输时,为了防止外部干扰,必须首先将信号转换为其他电信号。力传感器的应用电子秤,(1)物体的质量测量,1,电子秤使用的测量设备:力传感器,力传感器的应用电子秤,2,常见力传感器,温度传感器的应用电熨斗,1,电熨斗的温度传感器调节温度。1)达到设定温度后不再变热。2)使用过程中温度降低后自动加热到设定温度。3)根据衣服设定不同的温度。2,电熨斗的传感器:双金属板温度传感器,3,电熨斗的结构:上层金属板的热膨胀系数大于下层金属板。,角色:控制电路的通端,双金属温度传感器,
5、想:双金属温度传感器的作用是什么?实验研究:废弃的荧光灯的起动机,去掉外壳,充满霓虹灯的玻璃泡沫内部有U形双金属(移动触摸),旁边有直立的金属线(静态触摸)。在室温下,两个触觉分开,打破玻璃泡沫,用火焰靠近双金属,改变形状,接触直立的金属线。去除火焰,双金属恢复原状,两者分开。相当于被温度控制切断的开关,电熨斗的双金属工作原理,根据热膨胀制冷,两种金属的膨胀性能,在室温下利用两个触点的接触、电路连接、电热纱加热。温度升高后,双金属片形状发生变化,上层比下层膨胀,双金属片向下弯曲,两个触点分离,电路中断,电热丝停止加热。这样不断循环,达到自动调节温度的目的。在室温下,上下触点应该接触还是分离?温
6、度太高时,双金属如何工作?电熨斗的双金属工作原理,熨烫棉麻衣和熨烫丝绸服装要徐璐设定不同的温度,这是如何使用温度调节器实现的呢?根据衣服调节温度调节器,上下移动升降螺杆,带动弹性铜片的上升,改变两个触点的接触难度,达到调节温度的目的。、温度传感器的应用电饭锅,1,电饭锅的温度传感器:主要成分是感温铁氧体,2,感温铁氧体是氧化锰MnO2,氧化锌ZnO,氧化铁Fe2O3粉末混合烧结,常温下有铁磁,可以被磁铁吸引。温度上升到大约103(称为居里温度或居里点)时,磁性消失,不能被磁铁吸引。3,电饭锅的结构:1,开始做饭时用手按开关按钮,利用感觉磁铁常温下的铁磁,永磁和感温磁铁徐璐吸引,松开手,按钮就不
7、再回到绘画状态,即接触。2,水沸腾后,锅内保持100,因此,感温磁铁仍然与永磁体啮合,继续加热,锅内保持大约100。3,饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,温度上升到“居里点103”,感温磁铁失去了铁磁性,弹簧作用下永磁体反弹,触点分离,电源切断,停止加热。温度下降的话,再吸一次磁铁和永磁体,继续加热,电饭锅里的感温磁铁工作的原理,生活中可以用电饭锅烧水吗?用电饭锅烧水的话,如果水烧开了,锅里保持1000不变,温度低于“居里点1030”,电饭锅就不能自动断电,如果水干了,温度要上升到1030左右,才会自动断电。光传感器应用火灾报警器,1,天花板上的火灾报警器:利用烟雾进行光的散射工作,2,如
8、图所示,带孔的罩内装有发光二极管LED、光电三极管(特性:强光下电阻较小)和不透明挡板。由于平时挡板的作用,光电三极管无法接收LED发出的光,电阻很大。当烟进入罩内时,由于烟、雾、光的散射,一些光线被光电三极管照射,阻力变小。连接的电路检测到这种变化,就会发出警报。实验研究,测量光的强度:太阳光,蜡烛,白炽灯,荧光灯等,科学娱乐机器人,BBC的报道称,日本大庆大学科学家最近发明了完全具备人类女性外貌的机器人“replie Q1”。“她”可以眨眼。皮肤上复盖着与人类皮肤相似的硅。,加速度计,如图所示,加速度传感器,质量为M的滑块2可以在平滑帧1上转换。滑块两侧被拉向弹簧3,R是滑动电阻器,4是滑
9、动。电阻器一端之间的电阻值与到此端的距离成正比。两个电池E的电压相同,电压表指针的0位于中央。物体有图方向的加速度A时,电压表的指针偏向哪个方向?1,幻灯片4在变阻器正中央时指向P,Q等,电压表指向中央0刻度。2,图幻灯片4滑动到左端,左电阻小,电流流过时的电势降落,QP点电势高于P,电压表指针偏转到零点左侧。加速度越高,偏转就越大。孵化器,如图A中的热敏电阻和继电器配置图B所示的简单孵化器温度控制电路,继电器线圈电阻为150,线圈的电流大于或等于20mA,继电器的电枢被吸收。继电器电源电池E=6V,内部电阻不可计量。图中的电源是孵化器加热器的电源。1)孵化器的加热器需要连接到A、B、C、D侧
10、吗?2)要使箱子里的温度保持在1000C,需要调整变量电阻R的值多少?1,加热器必须连接到A,B侧。分析:温度超过时,R电阻减少,线圈电流增加,电枢吸收,与C,D连接,A,B断开,加热器停止加热。2,可变电阻100,走廊照明,1,走廊照明设置要求:夜晚,有声音时电灯会发光。2,同时使用声音传感器(微驻极体麦克风)和光学传感器(光敏电阻)两种传感器。3,使用的逻辑电路与语句相同。磁传感器,1,使用线性霍尔元件测量电流大小:2,使用开关霍尔元件测量物体的旋转速度:1 ABD,上课练习,2,卡拉ok使用的麦克风,里面有传感器。其中一个是在弹性膜后面贴上轻而小的金属线圈。线圈在永磁体的磁场中。声波刚震
11、动前后时,将声音信号转换为电信号。以下的话是对的。()a .该传感器是根据电流的磁效应工作的B。这个传感器根据电磁感应原理工作的c .膜片振动时,通过金属线圈的磁通量保持不变。膜片振动时,金属线圈不产生感应电动势。b、课堂练习,3、3电容变化的原因是容器两板之间的()a .距离变化b .面积变化c .介质变化d .电压变化,a,教室练习,4,假设物体M在轨道上转换时驱动滑动电阻器的金属滑块p,通过电压表显示的数据电压表是理想的。物体M移动时,电压表的指示数可能发生变化。物体M不运动时电路没有电流。物体M不移动时,电压表上没有指示数,B,教室,加速度表的结构和原理的示意图,如图所示,在沿导弹长度
12、安装的固定光滑杆上分别安装质量为M的滑块,滑块的两侧连接到刚度系数为K的弹簧,两个弹簧的另一端连接到固定壁。滑块原来停止了,弹簧在自然长度。滑块上有指针,可以通过标尺测量滑块的位移,然后通过控制系统进行推导。如果导弹水平移动一段时间,指针偏离o点向左的距离为s,则导弹在此期间的加速度()A .方向为左,大小为1kS/m B方向向右,大小为1kS/m C方向向左,大小为2ks/m D .方向向右,大小为2ks,光控制开关工作原理,1,2,当天颜色在一定程度上暗,RG的电阻在一定程度上增大,smitt触发器的输入部A的电压上升到特定值(例如1.6V),输出部Y突然从高电平跳到低电平。发光二极管LE
13、D传导光源(相当于路灯亮了)。目的:路灯亮了天就暗了,天自动亮了,电磁继电器工作的原理,线圈A通电后在铁芯上产生磁场,电枢B向下运动,移动触点D向下接触E,连接工作电路,线圈A中电流为零时电磁铁失去磁性,电枢B从弹簧作用下降,移动触点,控制电路的工作原理,1,天亮时光敏电阻RG电阻小,限位触发器输入部A电势低,输出端Y输出为高平,线圈没有电流,操作电路不通。2,天黑时光敏电阻RG电阻增加,施密特触发器输入部A电势提高到特定值,输出端Y从高电平突然跳到低电平,电流通过线圈A,电磁继电器工作,连接工作电路,路灯自动亮。3,黎明后,RG电阻减小,smitt触发器输入部A电势逐渐降低,降到一定值,输出
14、部Y突然从低到高。线圈A不再有电流。电磁继电器自动切断工作电路的电源,路灯灭了。思考和讨论,1,要在天黑的时候路灯亮了,需要把R1的电阻值调得更大还是更低?为什么?要使Smitt触发器的输入A电压达到特定值(例如1.6V),RG的电阻值必须更大。也就是说,天空更暗。2,用白炽灯模仿路灯,为什么要使用继电器?集成电路中允许的电流较少,因此要用白炽灯泡模仿路灯,必须使用继电器打开工作电路。温度报警器的工作原理,1,在室温下调整R1的电阻值,使施密特触发器的输入部A处于低水平,输出部Y处于高水平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发出声音。2,温度升高,热敏电阻降低,起动输入部A电势提高,达到特定值(高平面),输出从高电平移动到低电平,蜂鸣器开机发出报警音,Rl的电阻不同,报警温度不同。检测更高的温度时,如何让热敏电阻报警?R1电阻减小,R1电阻值越小,极限触发器输入必须达到高水平。即,温度、事故和讨论、教室练习、1、现有热敏电阻、电炉、电源、电磁继电器、滑动
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