传感器的应用重点.ppt

1、关于传感器的应用，一般传感器产生的电压(流动)等电物理量的信号值相当微弱，难以驱动致动器来实现控制动作，因此，传感器和各种男同性恋定电路、放大电路等组合使用是一般的。 传感器应用一般模式，一、力传感器应用1电子秤，看教材，思考回答问题： (1)电子秤使用的负荷传感器是什么？ 是由什么组件构成的？ (2)简述力传感器的工作原理。 (3)应变男同性恋架能把什么样的力学量转换成什么样的电量？应变男同性恋架能把物体的应变这一力学量转换成电压这一电量(输出应变男同性恋架的上下表面的电压差)，1 .电子秤中的应变式力传感器正确的是() a .应变式男同性恋架多由半导体材料制成。应变式男同性恋架的表面一伸长

2、其电阻就变大，与此相反，变小的c .传感器在应变片上的电压d .外力越大，输出的电压差也越大。A B D，2:(2003上海试验问题)位移传感器的工作原理如右图所示当物体m在导轨上平移移动时，使滑动电阻器的金属滑块p移动，假设电压校正所显示的数据是电压校正理想的数据，() a .物体m移动时电源内的电流变化，b .物体m移动时电压校正的显示数变化，c .物体m不移动时，电路中电流电压修正为显示数，b，1，不动的二，声传感器的应用麦克风，二，电容话筒：金属膜m和固定电极n形成一个电容器，m在声波的作用下振动，电容器的电容器周期性变化，电阻r两端的电压也发生相应的周期性变化。 绝缘心脏支架，例题：

3、 (2003上海问题)唱卡拉ok用的麦克风，传感器内置。 其中一种是可动线圈式，其工作原理是在弹性隔膜后面粘接轻金属线圈，线圈处于永久吸铁石的磁场中，声波使隔膜前后振动时，将声音信号转换为电信号。 以下的说法正确的是，(a )该传感器根据电流的磁效应而动作，b )该传感器根据电磁效应原理而动作，c隔膜振动时，通过金属线圈的磁通为d隔膜振动时，金属线圈上不产生感生电动势，b )距离例题膜数十m处有金属板， 振动膜上的金属层和该金属板构成电容器的两极，在两极间施加电压u，当人向麦克风说话时，振动膜前后振动，电容器变化，有麦克风的电路的其他量变化，声音信号从麦克风变换为电信号，其中电容器变化的原因在

4、于容器两板之间的正对面积变化(c )介质变化(d )电压变化，a，3，驻极体麦克风：从内部的驻极体塑料膜感知声波，其工作原理与电容话筒相似，但工作温度上升，两金属的膨胀性能不同，双金属带形状变化，触点接触。三、温度传感器的应用1 .电熨斗、双金属带温度传感器：电烫金的结构、思考与讨论：常温下两接点接触还是分离？ 如何使用温控旋钮提高或降低电热铲斗的工作温度？ 练习、图示是热敏电阻(PTC元件)的电阻r根据温度t而变化的相关系谱图，该元件在常见发热、温度控制的双重功能的灭蚊器中，使用该元件对温度进行加热、控制，若将该元件与220V的恒定电压连接，则在a通电后，其电力暂时增加后，b 增加c的发热电

5、力与散热电力相等的情况下，温度保持t1，d发热电力与散热电力相等时，温度保持t1T2之间的某个值，AD，2 .冰箱温度控制支重轮(问题和练习1 )考虑讨论： 1、为什么在温度高时压缩机自动工作，成为设定的低温时自动停止、二氯甲烷及其蒸气、3、恒温器调温器(问题和练习3 )、思考和讨论： 1、恒温器的加热器应该连接在a、b、c、d之间吗？ 2、箱内温度保持在100，可变电阻r的值需要调整多少？ 感温镍锌铁氧体的“居里点”:感温镍锌铁氧体在常温下具有强磁性，而温度上升到103后就失去强磁性，将此温度称为此材料的“居里温度点”或“居里点”。 4 .电饭锅、电饭锅的结构思考与讨论：做饭时为什么要推一推

6、开关按钮？用电饭锅烧开水，沸腾后水会自动关闭吗？ 5、温度校正、温度传感器可以将温度转换为电信号。 测温元件也可以是热敏电阻、金属热阻抗、热电偶、红外线传感器等。 因为电信号能够在很远的距离中进行传输，所以温度传感器能够在很远的距离中读取温度。 热电偶：焊接两种不同材料的导体或半导体a和b，构成一个闭合电路，如果导体a和b的两个焊接点1和2之间存在温度差，两者之间就会产生电动势，在电路中形成一定大小的电流，这种现象被称为热电效应。 热电偶利用这个效果工作。 微机辅助实验系统中搭载的温度传感器与修正计算机相连，可以实现数据采集、处理、绘图的智能二烯烃功能。 四、光传感器的应用1 .鼠标、鼠标中的

7、红外受光管为光传感器。 当鼠标移动时，球在x、y方向上旋转两个查询密码盘，红外线管接收红外线脉冲。 校正机能够通过分别校正x、y两个方向的脉冲信号来确定鼠标的位置。 2 .火灾报警器、光晶体管是烟雾火灾报警器中的光传感器。 平时，来自发光二极管的光被不透明挡板遮挡。 有烟，烟对光有散射作用，光晶体管受到散射光，阻力减小，使报警电路工作。 小结，1，温度传感器的应用，(1)电饭锅，(2)温度校正，2，光传感器的应用，(1)鼠标，(2)火灾报警器，温度传感器的应用，【例1】。 其电阻随温度而变化的格拉夫如图b所示，在a、b路端电压Uab0时，电压鉴别器使s截止，停止加热，恒温箱内的温度恒定为_，3

8、5，解：为了通过测定得到将电路的两端电压设为u、uab的图1所示的I-U关系的完整曲线，图中我简单说明理由。 (电源电动势为9V，内部电阻不计数，滑动变阻器的电阻值为0-100 )在图4的电路中，电源电压始终为9V，理想的电流校正的读取值为70mA，恒定值电阻R1=250。从热敏电阻的I-U关系曲线可以看出，热敏电阻两端的电压为_V。 电阻R2的电阻值是。 举个可以应用热敏电阻的例子吧。 电压可以从0V调整到所需的电压，调节范围很大，解3360 I1=9/250=0. 036 a=36mai2=34ma，从图1可以看出UR=5.2V、5.2、r2=。 a是光源，b是受光器，a、b都固定在车体上

9、，c是推车的轮子，d是与c同轴连接的齿轮。 当车轮旋转时，来自站a的光束通过旋转齿轮的齿隙成为脉冲光信号，被站b接收而变换为电信号，用电子线路记录并显示。 如果每单位时间脉冲数为n，累计脉冲数为n，则为了测定小车的速度和行程而必须测定的物理量和数据，小车速度的式子为v=； 笔画的公式是=。 车轮半径r和齿轮p、光束本来是连续的，由于旋转的齿轮将光束变为脉冲，所以脉冲状况一定与齿轮(或车轮)的旋转有关，与速度和行程有关。 根据速度的意义和车辆正常行驶的情况，需要v=2R f。 其中，r是车轮的半径，f是单位时间内车轮旋转的转弯数。如果车轮的齿数为p，则b接收应该旋转一周的p个脉冲，因此，有时代入

10、上式，同样，根据行程的意义，在此，f是车轮在整个行程中旋转的转弯数因此，必须测量的物理量和数据是车轮的半径r和齿轮齿数p，速度和行程的公式为上述2式。 图中显示了光电阻抗自动计数器的示意图。 在此，a是发光装置，b是传送带上的物品，R1是光电阻抗，R2是一定值电阻，该光电计数器的基本动作原理为，(a )光照射到R1时，信号处理系统获得高电压(b )，信号处理系统获得低电压，(c )信号处理系统获得低电压信号处理系统每次得到高电压时计算的B D，4 :某学生为了测量物体的质量，找到与受压面受到的压力(比例系数k )成比例的力电变换器，然后把物体放在该受压面上，这样就可以测量与物体的质量成比例的输

11、出电压u。 现在有力电变换器、质量m0的砝码、电压校正、滑动电阻器、干电池一个、电牛鼻子以及引线几个被测物(能够放置在力电变换器的受压面)。 请完成这个物体的测量m。 (1)修正电路，使得可以调整输出变换器的输入电压，并且尽可能扩大电压的调整范围，在块中描绘完整的测定电路图。 (2)简单说明测量步骤，求出比例系数k，测量测量对象物的质量m。 (3)请设想实验中可能发生的问题。 解析： (1)设计的电路图如图所示，输入电压采用分压法，以尽可能扩大电压调整范围为目的。 (2)测量步骤：调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。将质量m0的砝码放置在转换器上，记录输出电压U0。 将测量对象物置于转换器

12、上，记下输出电压U1，从U0=km0g测量k=U0/m0g、u1=km0g，因此m=m0U1/U0。 (3)可能发生的问题是电源电压不足，输出电压不为零。 测量对象物的质量超过了变换器的范围。2、加速度仪问题与练习2、1、2节电池电动势同等大，滑块中间位置电压表读数为零，p点电位高，q点时针向右拐弯，练习：惯性制导系统广泛应用于导弹工程，该系统的重要因素是加速度仪。加速度修正的构造和原理的示意图如图所示，在安装于导弹长度方向的固定光滑的棒上嵌入质量m的滑块，滑块的两侧分别与刚性系数k的弹簧连接，两弹簧的另一端与固定壁连接。 滑动针织面料本来是静止的，弹簧在自然的长度。 滑块针织面料有指针，可通

13、过标尺测量滑块针织面料的位移，并通过控制系统进行引导。 设某时间内导弹沿水平方向移动，指针从o点向左偏移的距离为s，则在该时间内导弹的加速度() a .方向为左，大小为k S/m B方向为右，大小为k S/m C方向为左，大小为2k S/m D .方向为右，大小为2k S/m的两端向稳压电源U0 当导弹以加速度a在水平方向上移动时，与滑块连接的滑块p发生位移，此时输出电信号u，作为导弹惯性制导系统的消息源，输入用于控制导弹运动状态的信息，并试制u和a的函数关系式。 解：当a=2kx/m、x=ma/2k、U=U0 Rx/R=U0 x/L、=maU0/2kL、=mU0 a/2kLa、练习系统绕轴O

14、O旋转时，零配件a位移而输出相应的电压信号，成为飞机或卫星等的感应系统的消息源。 众所周知，a的质量为m，弹簧的刚性系数为k，自然长度为l，电源的电动势为e，不计算内部电阻。 变阻器全长也为l，电阻分布均匀，系统静止时p位于b点，系统以角速度旋转时，尝试写出与输出电压u的函数式。 解：若设弹簧伸长x，则设kx=m 2(l x )、x=m 2 l (k-m 2)、滑动电阻器的每单位长度的电阻为r1、U=IRx=Exr1/l r1=Ex/l的练习， 在图中的装置中，汽车在水平路面上均匀地加速直线运动，能够测定加速度的装置是在矩形箱的前后壁上各安装一个由力觉阻力构成的压力传感器，能够用两根相同的轻弹

15、簧夹持质量2.0 kg的滑块，无摩擦地折动，两个弹簧的另一端分别为传感器a， 受b推压，其压力大小可直接从传感器的液晶显视器读出，将装置沿运动方向固定在汽车上，当传感器b在前、传感器a在后汽车上静止时，传感器a、b的显示数均为10n (g=10ms2 ) (1)传感器a的显示数为14 N b表示数为6.0 N，此时求汽车的传感器a的表示数为零，解： (1)如图所示，通过左侧的弹簧相对于滑块向右方向的推力F1=14N、右侧的弹簧相对于滑块向左方向的推力F2=6.0 N的滑块所受到的合力由于牛顿的第二定律，a=4 m/s2 a1成为与F1相同方向的滑块受到的合力所产生的加速度，是从牛顿的第二定律得到的，a2=10m/s2，向左方向，练习：用压缩了金属子摇滾乐m的轻弹簧钩挂在矩形的箱上，如图所示，在箱的上板和