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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)

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

R
敏 电

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?
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