传感器的应用ppt

R
t/℃
t1
t2
例3.图1为某一热敏电阻R(电阻值随温度的改变而改变，且对温度
很敏感)的I-U关系曲线图。
⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两个
电路中应选择的是图 2 ；简要说明理由：
电压可从0V调到所需电压，调节范围较大 。 （ 电 源 电 动 势 为
9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100Ω）
例3.电熨斗：利用双金属片温度传感器控制电路的通断.
四、温度传感器的应用——电饭锅
（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？ （2）感温铁氧体的组成物质是什么？ （3）感温铁氧体有何特点？ （4）什么是“居里点”？
思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的 工作原理 (1).开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按
掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ ′，则可判断 （
）
A. θ ′= θ B. θ ′< θ
C. θ ′>θ
D. 不能确定θ和 θ 的关系′
B
θ
例3.（新教材 2003天津理综）如图，当电键K断开时，用光子能 量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上 电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流 表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读 数为零。由此可知阴极材料的逸出功为( A )
传感器应用实例 二、声传感器的应用——话筒
（1）话筒的作用是什么？ （2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。 （3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这 种话筒的优点是什么？ （4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？
4.声电传感器
例题1.（2003上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中
解析：设电路路端电压为U，当Uab＝0时， 有UR1／（R1﹢R2）＝UR3／（R3﹢Rt）
解得Rt＝20kΩ 由图乙可知，当Rt＝20kΩ 时，t ＝35℃
例5. 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。
路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ （θ 与风力大小
有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左，
OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电
阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ 角时，电流表的示数为I’
，此时风力大小为F，试写出： R0
①风力大小F与θ的关系式；
解： 原来
F=10N m
（1）
F
a
mg F1 =6N
向上做匀减速运 动a向下a=2m/s2
mg+F1-F=ma m=0.5kg
a2
mg F2
上顶板示数是下 底板示数的1/2
弹簧长度不变 F=10N F2=5N mg+F2-F=ma2
a2=0 静止或匀速运动
（2）
F a3
mg 上顶板示数为零，则弹 簧变短F≥10N F3=0 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下减速， 加速度a≥ 10m/s2。
解：设弹簧伸长x , 则
∴ x= m ω2 l ／ ( k-m ω2 )
设滑动变阻器单位长度 的电阻为r1
U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l
∴ U= Em ω2 ／(k-m ω2)
Oω
A
O′
输出电压U
P
B
C
S
例5：将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，
在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。
开关闭合后，启动器两极之间有电
压使氖气放电而发出辉光，辉光发
出的热量使U形动触片受热膨胀向外 图1
延伸，碰到静触片接触，电路接通；
温度降低时，U动触片向里收缩，离
开触点，切断电路。
氖泡 U形动触片
电熨斗的构造
思考与讨论： ●常温下两触点是接触还是分离？ ●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作 温度？
有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻
小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振
B 动时，就将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
B 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
D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
传感器应用实例 三、温度传感器的应用——电熨斗
双金属片温度传感器：
常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀 性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。
例2.日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感装置，它的热敏功能 器是双金属片，你能说出启动器的工作原理吗？
解析：日光灯启动器结构如图所示，
内有一双金属片，热膨胀系数不同。 静触片
0；而后在其受压面上放上物体，即可测量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器
的受压面上）。请完成对该物体的测量m。
（1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使电压
的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。
由U0=km0g,得k=U0/m0g U=k m g,所以 m=m0U/U0
例题2：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理
图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0
是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝
始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量
m。 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
受压面
输入 ＋ 力电转换器 －
输出 ＋
－
(1) 设计电路如图
(2) 测量步骤与结果:①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为 零,②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,③将待测物放在转换 器上,记下输出电压U
光电传感器: 光电传感器中的主要部 件是光敏电阻或光电管。如果是光敏 电阻的阻值随光照强度的变化而变化 的原理制成的。如自动冲水机、路灯 的控制、光电计数器、烟雾报警器等 都是利用了光电传感器的原理。
例2.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Ω档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ， 现用手
a bc d e
光传感器的应用——火灾报警器
阅读：P68 回答
利用烟雾对光的散 射来工作的火灾报 警器为例，简述其 工作原理
例1.如图是天花板上装的火灾报警器，平时，发光二极管 LED发出的光被挡板挡住，光电三极管收不到光，呈现高 电阻状态；当有烟雾进入罩内后，对光线向各个方向散射， 使部分光线照射到光电三极管上，其阻值变小，与传感器 连接的电路检测到这种变化，就会发出警报．
0 12
3 图4 1 5
6 7 U/V
V A
图2
V A
图3
A
R2
9V R1
热
R
敏 电
阻
图4
例4.如图所示甲为在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简 图，箱内电阻R1＝20kΩ ，R2＝10kΩ ，R3＝40 kΩ ，R1为热敏电阻， 它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端电压Uab﹤0时， 电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度 提温度高恒；定当在Ua＿b﹥＿305＿℃时℃，。电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的
A 1.9eV B 0.6eV
C 2.5eV D 3.1eV
例4.用遥控器调换电视机频道的过程，
实际上就是传感器把光信号转化为
电信号的过程。下列属于这类传感
器的是
（A）
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
例5.如图6－3－3所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的 示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为 小车的车轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙 后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电路记录和显 示．若实验显示单位时间的脉冲数n，累积脉冲数为N，则要测出 小车的速度和行程还必须测量的物理数据车轮的半径R和齿轮的齿 数P： ；小车速度的表达式为V＝＿2＿πR＿n/＿P ＿＿＿；行程的表达式 为s＝＿＿＿2＿πR＿N/＿P ＿＿＿．
当箱以a=2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传
感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器显示的压力为10.0N。(取
g=10 m/s2)
m
(1)若上顶板传感器的示数是下底板
传感器的示数的一半， 试判断箱的
运动情况。
(2)要使上顶板传感器的示数为零,箱
沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？
钮是否恢复到图示的状态？为什么？ (2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为 : 什么？ (3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化
？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？ (4).如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
例1、如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关， 手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会 自动断开。S2是一个自动控温开关，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＝ 500Ω ，计算加热电阻丝R3＝50Ω ，两灯电阻不计。 （1）分析电饭煲的工作原理。 （2）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比。 （3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？