傳感器及應(yīng)用

1、 力電傳感器力電傳感器: :主要是利用敏感元件和主要是利用敏感元件和變阻器把變阻器把力學(xué)信號力學(xué)信號（位移、速度、加（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號電學(xué)信號（電壓、電（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABSABS防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)等。等。閱讀教材，思考并回答問題：（1）電子秤用的測力裝置是什么？它由什么元件組成？（2）簡述力傳感器的工作原理。（3）應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)

2、化為什么電學(xué)量？ 例題例題1：（：（2003上?？碱}）演示位移傳感器的工作原理如右圖示，上?？碱}）演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿p，通過電壓，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是則下列說法正確的是( )A 物體物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B 物體物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C 物體物體M不動時，電路中沒有電流不動時，電路中沒

3、有電流D 物體物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)不動時，電壓表沒有示數(shù)B（1 1）話筒的作用是什么？）話筒的作用是什么？話筒把聲音的振動變成電流話筒把聲音的振動變成電流動圈式話筒動圈式話筒電容式話筒電容式話筒（3）電容式話筒的工作原理和工作過程。）電容式話筒的工作原理和工作過程。它分為兩類，一種是手持話筒，如舞臺演出和它分為兩類，一種是手持話筒，如舞臺演出和KTV里的話筒一里的話筒一樣。這種采用電池供電的手持電容話筒，一般都是樣。這種采用電池供電的手持電容話筒，一般都是5號電池；號電池；另一種是錄音話筒，如電臺播音室和錄音棚里長用的那種，需另一種是錄音話筒，如電臺播音室和錄音棚里長用的那種，需要要4

4、8伏幻象電源供電。電容式話筒的特點是：清晰度和靈敏度伏幻象電源供電。電容式話筒的特點是：清晰度和靈敏度高，音質(zhì)飽滿渾厚但不渾濁。高，音質(zhì)飽滿渾厚但不渾濁。（2）動圈式話筒的工作原理和工作過程。）動圈式話筒的工作原理和工作過程。聲波引起膜片振動，線圈和膜片是連在一起的，連在膜片上的線聲波引起膜片振動，線圈和膜片是連在一起的，連在膜片上的線圈就一起振動，線圈在永久磁體的磁場里振動，切割磁感線產(chǎn)生圈就一起振動，線圈在永久磁體的磁場里振動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電信號線圈振動的快慢、強(qiáng)弱代表了聲音振感應(yīng)電流，這就是電信號線圈振動的快慢、強(qiáng)弱代表了聲音振動的特征，產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向就隨著這

5、個特征而變化，動的特征，產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向就隨著這個特征而變化，這個記載聲音信號的感應(yīng)電流經(jīng)放大后傳給揚聲器，就發(fā)出聲這個記載聲音信號的感應(yīng)電流經(jīng)放大后傳給揚聲器，就發(fā)出聲音其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象優(yōu)點：不需要電源供電，使用音其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象優(yōu)點：不需要電源供電，使用簡便，噪聲小，音質(zhì)特點是渾厚、飽滿。缺點是人聲悶，清晰度簡便，噪聲小，音質(zhì)特點是渾厚、飽滿。缺點是人聲悶，清晰度不夠好不夠好。 例題例題2.（2003上海試題）唱卡拉上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕有一種是動圈式的，它的工

6、作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。下列說法正確的是動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｏ铝姓f法正確的是( )A 該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B 該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C 膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D 膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 B常溫下兩觸點分離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金

7、屬片形狀發(fā)生變化，使觸點接觸。雙金屬片溫度傳感器：例例.日光燈的啟動器也可看成是一個熱敏傳感裝日光燈的啟動器也可看成是一個熱敏傳感裝置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你能說出啟置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你能說出啟動器的工作原理嗎？動器的工作原理嗎？U形動觸片形動觸片靜觸片靜觸片氖泡氖泡圖1解析：日光燈啟動器結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)解析：日光燈啟動器結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關(guān)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關(guān)閉合后，啟動器兩極之間有電壓使氖氣閉合后，啟動器兩極之間有電壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使U U形形動觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸

8、片動觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸片接觸，電路接通；溫度降低時，接觸，電路接通；溫度降低時，U U動觸片動觸片向里收縮，離開觸點，切斷電路。向里收縮，離開觸點，切斷電路。電熨斗：電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷的通斷. .電熨斗的構(gòu)造思考與討論：常溫下兩觸點是接觸還是分離？如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電燙斗的工作溫度？（1）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？（2）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？（3）感溫鐵氧體有何特點？）感溫鐵氧體有何特點？（4）什么是）什么是“居里點居里點”？思考并回答

9、教材思考并回答教材“思考與討論思考與討論”中的問題，了解電飯鍋的中的問題，了解電飯鍋的工作原理工作原理(1).開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個按開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個按 鈕是否恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？鈕是否恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？(2).煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為 什么？什么？(3).飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化 ？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？(4).如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？

10、如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？ :例例3 3. .如圖所示是一種熱敏電阻（如圖所示是一種熱敏電阻（PTCPTC元件）的電阻元件）的電阻R R隨溫度隨溫度t t變化的變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到220V220V恒恒定電壓下，則（定電壓下，則（ ）A A通電后，其電功率先增大后減小通電后，其電功率先增大后減小B B通電后，其電功率先減小后增大通電后，其電功率先減小后增大CC當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫

11、度保持在當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t t1 1不變不變D D當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t t1 1 到到t t2 2之間的某一之間的某一值不變值不變t/Rt2t1AD 閱讀：閱讀：P68 回答回答 利用煙霧對光的散利用煙霧對光的散射來工作的火災(zāi)報射來工作的火災(zāi)報警器為例，簡述其警器為例，簡述其工作原理工作原理 工作原理：工作原理：如圖是天花板上裝的火災(zāi)報警器，平如圖是天花板上裝的火災(zāi)報警器，平時，發(fā)光二極管時，發(fā)光二極管LEDLED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)

12、后，收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對光線向各個方向散射，使部分光線照射到光電三極對光線向各個方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種變化，就會發(fā)出警報變化，就會發(fā)出警報 光電傳感器光電傳感器: 光電傳感器中的主要部光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。光敏電阻利件是光敏電阻或光電管。光敏電阻利用用阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原理制成的。如自動沖水機(jī)、路燈的控理制成的。如自動沖水機(jī)、路燈的控制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光

13、電傳感器的原理。利用了光電傳感器的原理。例例4.用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實際上就是傳感器把光信用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是（ ）A紅外報警裝置紅外報警裝置 B走廊照明燈的聲控開關(guān)走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器A例例5.如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于檔，用光檔，用光照射光敏電

14、阻時表針的偏角為照射光敏電阻時表針的偏角為， 現(xiàn)用手掌擋現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)樽〔糠止饩€，表針的偏角變?yōu)?，則可判斷，則可判斷 （ ）A. = B. D. 不能確定不能確定和和 的關(guān)系的關(guān)系 B思考題思考題. 用如圖示的電磁繼電器設(shè)計一個高溫報警器，要用如圖示的電磁繼電器設(shè)計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警?？晒┻x擇的求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警。可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。aedcb思考與討論：思考與討論

15、：如圖所示是電飯煲的電路圖，如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點（開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點（103）時，會自動斷開。時，會自動斷開。S2是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70時會自動閉合；溫度高于時會自動閉合；溫度高于80時，會自動斷開。紅燈時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1R2500，計算加熱電阻絲，計算加熱電阻絲R350，兩燈電阻不計。兩燈電阻不計。（1）分析電飯煲的工作原理。）分析電飯煲的工作原理。（2）計算

16、加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。（3）簡要回答，如果不閉合開關(guān)）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？，能將飯煮熟嗎？思考與討論思考與討論：用如圖示的電磁繼電器設(shè)計一個由光敏電阻：用如圖示的電磁繼電器設(shè)計一個由光敏電阻來控制路燈的實驗電路。要求是：光暗時燈亮，光亮?xí)r燈來控制路燈的實驗電路。要求是：光暗時燈亮，光亮?xí)r燈滅?？晒┻x擇的器材如下：光敏電阻、小燈泡、學(xué)生用電滅?？晒┻x擇的器材如下：光敏電阻、小燈泡、學(xué)生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。ecab220V解：光敏電阻受到光照射時電阻解：光敏電阻受到光