傳感器的應(yīng)用(希望之星大賽)

第二節(jié)傳感器的應(yīng)用希望之主講人：江卓華年級：高二物理機器人asimo傳感器應(yīng)用的一般模式力的傳感器1、力電傳感器的應(yīng)用——電子秤電子秤使用的測力裝置是什么？它是由什么元件組成的？

電子秤的測力裝置是力傳感器，它是由一個金屬梁和兩個應(yīng)變片一起組成了測力部分。原理分析：U1U2應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學(xué)量（輸出應(yīng)變片上下表面的電壓差值）形變（力學(xué)量）電壓（電學(xué)量）轉(zhuǎn)換思考：

設(shè)計簡易電子地磅秤設(shè)想：加在彈簧上的力發(fā)生變化，彈簧形變量也發(fā)生變化。如果把這個形變量的變化與一個變阻器的滑動觸點同步連動，就能改變電路中的電阻值，從而影響電流和電壓的變化。2、聲音傳感器的應(yīng)用——話筒

聲———電磁感應(yīng)———電流當(dāng)聲波使膜片振動時，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動，音圈在永久磁鐵的磁場里振動，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個信號電流經(jīng)擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發(fā)出放大的聲音。原理：電磁感應(yīng)（1）動圈式話筒：（2）電容式話筒：聲—電容變化—電流、電壓

利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓．優(yōu)點：保真度好。原理：電容充放電3.溫控開關(guān)：日光燈啟動器取一個報廢的日光燈啟輝器，去掉外殼，敲碎氖泡的玻璃，可以看到一個U型的雙金屬片，雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對觸點，常溫下觸點是分離的，用火焰靠近金屬片，可以看到雙金屬片的形狀變化，與金屬絲接觸，熄滅火焰，雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀，兩個觸點分離。把這個啟動器用到溫控開關(guān)，可以控制小燈泡的亮和滅。U形動觸片靜觸片氖泡圖1傳感器溫度———控制電路通斷原因：雙金屬片銅的膨脹系數(shù)大于鐵溫度傳感器（雙金屬片）的應(yīng)用——電熨斗

雙金屬片溫度傳感器的作用：控制電路的通斷.思考與討論：（1）常溫下上、下觸點應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？常溫下，上、下觸點應(yīng)是接觸的，但溫度過高時，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，則雙金屬片向下彎曲，使觸點分離，從而切斷電源，停止加熱．溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進行，起到自動控制溫度的作用．

（2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性鋼片升降，從而改變觸點接觸的難易，達到控制在不同溫度的目的．1、感溫鐵氧體的特點：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103℃時，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。注意：這個溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點”。實驗：取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一小塊的永磁體吸在一起，用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時間后會發(fā)生什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：當(dāng)用電烙鐵給鐵氧體加熱時，經(jīng)過一段時間，鐵氧體就會失去磁性。4.溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋2、電飯鍋的原理手動開關(guān)接線螺絲觸點永磁鐵電熱板內(nèi)膽底轉(zhuǎn)軸感溫鐵氧體

開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。（2）煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度？為什么？水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100℃不變。（3）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？飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點103℃”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱．思考與討論：（1）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會恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？（4）如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100℃不變，溫度低于“居里點103℃”，電飯鍋不能自動斷電。只有水燒干后，溫度升高到103℃才能自動斷電。電飯煲實物圖5、火災(zāi)報警器光———電流變化———控制電路通斷非電學(xué)量———傳感器———電學(xué)量———控制電路通斷光傳感器的應(yīng)用——鼠標器（選講）1、機械鼠標器的主要構(gòu)造圖2、工作原理：當(dāng)鼠標在桌面上滾動時，滾球的運動通過滾軸帶動兩個碼盤轉(zhuǎn)動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號。計算機分別統(tǒng)計X、y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產(chǎn)生相應(yīng)的位移。滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖思考：1、利用光敏電阻設(shè)計一個電路，比較離桌面1米高的相同功率的日光燈與白熾燈，哪個光的強度大？A2、說明自動排氣扇的工作原理。（其中A為水汽傳感器，當(dāng)水汽的濃度增大時，其內(nèi)部電阻減小。）水汽濃度———電流———控制電路通斷思考：問題與練習(xí)1：查閱家中冰箱說明書，對照電路圖分析冰箱自動控溫原理和設(shè)定溫度的原理。2：通過網(wǎng)絡(luò)查詢和市場調(diào)查的方式收集整理一份傳感器的分類表，并分別簡單介紹其原理，配備必要的實物照片。本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：1、力傳感器的應(yīng)用——電子秤2、聲傳感器的應(yīng)用——話筒3、溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗電飯煲4、光傳感器的應(yīng)用———火災(zāi)報