人教版高中物理选修3-2 传感器的应用一 PPT课件

传感器应用的一般模式
一、力传感器的应用——电子秤
一、力传感器的应用——电子秤
1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
2.简述力传感器的工作原理.
U1 U2
金属梁
两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化
一、力传感器的应用——电子秤
巩固提高
温度传感器的应用
【例2】 在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是 PTC 元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻 器，其电阻率随温度t的变化关系如图所示，由于这种 特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下 判断正确的是（ ） ①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其 电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热 量相等时，温度保持在t1不变 ④当其产生的热量与散 发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
二、声传感器的应用——话筒
二、声传感器的应用——话筒
阅读教材56页有关内容，思考并回答: （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？
话筒作用:声信号→电信号
（磁学量） （电学量）
学习目标
知识与技能： 1、了解力传感器应用的一般模式。 2、了解声传感器在电子秤、话筒、电熨斗上的应用。 过程与方法： 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中 的应用，拓展学生的设计思路。 情感、态度、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、科技社会中的价值，感受传感技术给人类生活带 来的便利。
1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 装置:力传感器 组成:金属梁和应变片
2.简述力传感器的工作原理.
两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化
3.应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？
形变
电压
练习1. 关于电子秤中应变式力传感器的说法 正确的是 （ ABD ） A.应变片常用半导体材料制成 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变 大 ，反之变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大
2.动圈式话筒的工作原理： 3.电容式话筒的工作原理： 4.驻极式话筒的工作原理：
电磁感应
电容发生变化 电介质极化
三、温度传感器的应用-电熨斗
Leabharlann Baidu
三、温度传感器的应用-电熨斗
1.双金属片温度传感器
演示实验：
思考：双金属片温度传感器的作用是什么？
控制电路的通断
三、温度传感器的应用-电熨斗
1.双金属片温度传感器
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同，
双金属片形状发生变化，使触
点接触。
2.电熨斗中的双金属片
电烫斗的构造：
问题①常温下，上、下触点应是接 触的还是分离的？当温度过高时，双 金属片将怎样起作用？
思考 讨论
常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时， 由于双金属片受热膨胀系数不同，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，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原 状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制 温度的作用．
二、声传感器的应用——话筒
1、动圈式话筒：
永久 磁铁
金属膜片
工作原理: 电磁感应.
音圈
膜片在声波下振动，使得与膜片相连的 线圈中产生随声波变化的感应电流。
练习2
唱卡拉OK用的话筒,内有传感器.其中有一种 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动时,就将声音信号转变 为电信号.下列说法正确的是( B ) 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
巩固提高
力传感器的应用
【例1】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上 做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、 后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根 相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动， 两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直 接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固 定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时， 传感器a、b在的示数均为10 N(取g=10 m／s2) （1）若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此 时汽车的加速度大小和方向． （2）当汽车以怎样的加速度运动时， 传感器a的示数为零．
高中物理选修3-2第六章
第2节 传感器的应用(一)
巩固提高
归纳小结
学习探究
自主学习
学习目标
复习导入
复习回顾
光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把 什么物理量转化为电学量的元件？
光敏电阻： 光照强度 → 电阻
（光学量） （电学量）
热敏电阻： 温 度 → 电阻
（热学量） （电学量）
霍尔元件： 磁感应强度→ 电压
问题②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物 需要设定不同的温度，这是如何使用 调温旋钮来实现的？
思考 讨论
熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的 温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝 带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到 控制在不同温度的目的．
学习小结
一、电子秤——力传感器的应用 应变片：力信号→电信号 二、话筒——声传感器的应用 线圈、电容、驻极体 声信号→电信号 三、电熨斗——温度传感器的应用 双金属片：自动控制开关
3、驻极体话筒：
原理:电介质极化.(它由内部的驻极体塑料
膜感受声波. 工作电压: 3～6 V.)
特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，
背极
常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上 塑料膜
＋ ＋ ＋
－
－
－
空隙 驻极体
较弱的声音
扬声器
扩音器
二、声传感器的应用——话筒
电 信号。 声音 信号转化为___ 1.话筒的作用是把______
2、电容式话筒：
薄金 属膜
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 生变化,电路中形成变
绝缘 支架 优点：保真度好
固定 电极
化的电流,于是电阻两 端就输出了与声音变化 规律相同的电压.
练习3 电容式话筒将声音信号被话筒转 化为电信号，其中导致电容变化的原 因可能是容器两板间的( A ) A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化