高中创新设计物理粤教选修第三章传感器的应用ppt正式完整版

感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测
图1
系统固定在一起，敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动，当系
统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出.
已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，
电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时输出
电压为U0，试推导加速度a与输出电压U的关系式.
答案
2.农业生产中的传感器 (1)无人管理的自动灌溉系统利用了 湿度 传感器； (2)自动化温室种植中，温室的自动控温就是在温度传感器的帮助下实 现的； (3)现代粮库采用了 温度 传感器和 湿度 传感器.
答案
3.工业生产中的传感器 (1)生产安全中，如将一种埋入式 光纤 传感器安置在大桥或水坝中， 随时可以监控大桥或水坝的裂痕等安全隐患； (2)在自动控制系统中，如数控机床中的位移测量装是电饭锅的结构图，如果感温磁
体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中不
正确的是( B ) A.常温下感温磁体具有较强的磁性
B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强
图5
C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，
这时开关按钮会跳起
D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不
会自动跳起
答案
例3 如图6所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当 此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动断开.S2是一个自动温控开关， 当温度低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃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R1＝R2＝500 Ω，加热 电阻丝R3＝50 Ω，两灯的电阻不计.
定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀
元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律.
典例精析
例1 加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科
技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制
导系统的信息源.图1为应变式加速度计的示意图.当系
统加速时，加速计中的敏感元件也处于加速状态.敏
答案
【深度思考】
(1)用电熨斗熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设 定较低的温度.它是如何利用调温旋钮来实现的？ 答案 通过调温旋钮调升降螺丝的高度来实现不同温度的设定.如需设 定的温度较高，则应使升降螺丝下降；反之升高. (2)如果用电饭锅烧水会不会自动断电？ 答案 如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100 ℃，故不 能自动断电，只有水烧干后，温度升到103 ℃才能自动断电.
位移 传感器(如光栅传感器)进行位移测量，从而实现对零部件的精 密加工. 4.飞向太空的传感器 在运载火箭、载人飞船中，应用传感器供 遥测 和 遥控 系统使用；对 宇航员各种生理状态的测量有 生理 传感器，如测量血压、心电图、体 温等.
答案
5.分析传感器问题要注意的几个问题
②如敏需感 设(元定1件的)：温检感度温较测铁高氧，量体则应. 使分升降析螺丝：下降；要明确传感器所检测的量，如力、热、光、磁、声等.
高中创新设计物理粤教选修课件第三章传感器的应用
目标 定位
1.了解传感器在日常生活和生产中的应用. 2.通过学习传感器的应用实例，培养学习兴趣，提高观察和分析能力.
栏目 索引
一、传感器的应用及工作原理分析 二、几种传感器的应用实例分析 对点检测 自查自纠
一、传感器的应用及工作原理分析
知识梳理
1.生活中的传感器 (1)与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、 微波炉 、空调机、 消毒碗柜等，都用到温度传感器. (2)红外传感器：自动门、 家电遥控器 、生命探测器、非接触红外测 温仪以及防盗、防火报警器等. (3)照相机中的 光敏传感器 和家用便携式电子秤的 压力传感器 等.
图3
答案
(2)电饭锅 ①构造(如图4所示)
图4
②敏感元件：感温铁氧体. ③工作原理 (ⅰ)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103 ℃ 时 ， 失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”. (ⅱ)自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温 度达到 103 ℃ 时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片 弹开，从而推动杠杆使触点开关断开.
(2)如果用电饭锅烧水会不会自动断电？
红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯.
(2)敏感元件分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出 (2)涉及电路计算时，注意欧姆定律及分压原理的应用.
③工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的
不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断.
电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理
信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律. 在运载火箭、载人飞船中，应用传感器供
和
例1 加速度计是测定物体加速度的仪器.
系统使用；
③工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的
不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断.
当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.
(3)电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子 解析 由题意知，导线芯和导电液构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极.
总结提升
解析答案
针对训练 (多选)为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电
子拉力计，如图2所示是原理图.轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起
(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数 为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀 电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理 想电流表的量程为0～0.6 A.当拉环不受力时，滑片P处 于a端.下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)(
图2 )
A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路 B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C.当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D.当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
解析答案
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二、几种传感器的应用实例分析
知识梳理
温度传感器的应用实例 (1)电熨斗 ①构造(如图3所示) ②敏感元件：双金属片. ③工作原理：温度变化时，由于双金属 片上层金属与下层金属的 膨胀系数 不 同，双金属片发生弯曲从而控制电路的 通断.