黑龙江省孙吴县第一中高考物理 传感器应用课件3.ppt
第六章第六章传感器传感器第三节传感器的应用（二）2021/8/11 星期三1复习复习:1、传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式?2021/8/11 星期三2非电学量非电学量 电学量电学量 2、制作传感器常用的敏感元件制作传感器常用的敏感元件:光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件分别分别能将什么量转化为什么量能将什么量转化为什么量?光敏电阻：光敏电阻：光照强弱光照强弱转化为转化为电阻电阻.热敏电阻：热敏电阻：温度温度转化为转化为电阻电阻.霍尔元件：霍尔元件：磁感应强度磁感应强度转化为转化为电压电压.复习复习:转化为转化为2021/8/11 星期三3 3、力传感器、声传感器、温度、力传感器、声传感器、温度传感器的作用传感器的作用?力传感器力传感器:力信号转化为电信号力信号转化为电信号.(形变转化为电压形变转化为电压)声传感器声传感器:声信号转化为电信号声信号转化为电信号.温度传感器温度传感器:自动控制自动控制开关开关.复习复习:2021/8/11 星期三4问题问题:电电饭饭锅锅烧烧饭饭饭饭熟熟后会自动断开后会自动断开?电电饭饭锅锅烧烧水水水水开开后能自动断开后能自动断开?回顾在家煮饭的过程回顾在家煮饭的过程?三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用 4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三5阅读教材第阅读教材第阅读教材第阅读教材第5959页第页第页第页第1 1段，回答问题段，回答问题段，回答问题段，回答问题:(1)(1)电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？(2)(2)感温铁氧体的组成物质是什么？感温铁氧体的组成物质是什么？感温铁氧体的组成物质是什么？感温铁氧体的组成物质是什么？(3)(3)感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？感温铁氧体有何特点？(4)(4)什么是什么是什么是什么是“居里点居里点居里点居里点”？答答答答:(1)1)1)1)感温铁氧体感温铁氧体感温铁氧体感温铁氧体.(2)(2)(2)(2)氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成.(3)(3)(3)(3)常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103103时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。(4)(4)(4)(4)使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度.三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用 4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三6 构造构造2021/8/11 星期三7工作原理工作原理:(1)(1)开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下开关按钮开关按钮开关按钮开关按钮?手松开后这个按手松开后这个按手松开后这个按手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态?为什么为什么为什么为什么?(2)(2)煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度?为什么为什么为什么为什么?(3)(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变饭熟后，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化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作?(4)(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电?答答答答:(1)1)1)1)开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三8(2)(2)煮煮煮煮饭饭饭饭时时时时水水水水沸沸沸沸腾腾腾腾后后后后锅锅锅锅内内内内是是是是否否否否会会会会大大大大致致致致保保保保持持持持一一一一定定定定的的的的温温温温度度度度?为什么为什么为什么为什么?答答:(2)水沸腾后水沸腾后,由于锅内保持由于锅内保持1000C不变不变,故感温磁体仍与永磁体相吸故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热继续加热.故故锅内大致保持锅内大致保持1000C不变不变.工作原理工作原理:4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三9(3)(3)(3)(3)饭饭饭饭熟熟熟熟后后后后，水水水水分分分分被被被被大大大大米米米米吸吸吸吸收收收收，锅锅锅锅底底底底的的的的温温温温度度度度会会会会有有有有什什什什么么么么变变变变化化化化？这这这这时时时时电电电电饭饭饭饭锅锅锅锅会会会会自自自自动地发生哪些动作？动地发生哪些动作？动地发生哪些动作？动地发生哪些动作？答答:(3)饭熟后饭熟后,水分被大米吸收水分被大米吸收,锅底温度锅底温度升高升高,当温度升至当温度升至“居里点居里点1030C”时时,感温感温磁体失去铁磁性磁体失去铁磁性,在弹簧作用下在弹簧作用下,永磁体被永磁体被弹开弹开,触点分离触点分离,切断电源切断电源,从而停止加热从而停止加热 工作原理工作原理:4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三10(4)(4)(4)(4)如如如如果果果果用用用用电电电电饭饭饭饭锅锅锅锅烧烧烧烧水水水水，能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电能否在水沸腾后自动断电?答答:(4)如果用电饭锅烧水如果用电饭锅烧水,水沸腾后水沸腾后,锅内锅内保持保持1000C不变不变,温度低于温度低于“居里点居里点1030C”,电饭锅不能自动断电电饭锅不能自动断电.只有水烧干后只有水烧干后,温度温度升高到升高到1030C才能自动断电才能自动断电.工作原理工作原理:4.电饭锅电饭锅2021/8/11 星期三11叙述电饭锅的工作过程叙述电饭锅的工作过程?开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性，在弹时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热源，从而停止加热 2021/8/11 星期三12 练习练习1：如图所示是电饭煲的电路图如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个是一个限温开关限温开关,手动闭合手动闭合,当此开关的温度达到居里点当此开关的温度达到居里点(1030C)时会自动断开时会自动断开,S2是一个自动温控开关是一个自动温控开关,当当温度低于约温度低于约700C时会自动闭合时会自动闭合,温度高于温度高于800C时时会自动断开会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯红灯是加热状态时的指示灯,黄灯是黄灯是保温状态时的指示灯保温状态时的指示灯,限流电阻限流电阻R1R2500,加加热电阻丝热电阻丝R350,两灯电阻不计两灯电阻不计 (1)根据电路分析根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温过程包括加热和保温过程)(2)简要回答简要回答,如果不闭合开如果不闭合开 关关S1,电饭煲能将饭煮熟吗电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状计算加热和保温两种状 态下态下,电饭煲的消耗功率之比电饭煲的消耗功率之比.12:12021/8/11 星期三13三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用 5.测温仪测温仪2021/8/11 星期三14阅读教材第阅读教材第60页，思考并回答问题页，思考并回答问题:(1)温度传感器测温仪有何优点温度传感器测温仪有何优点?(2)常见的测温元件有哪些常见的测温元件有哪些?答答:(1)可以远距离读取温度的数值可以远距离读取温度的数值.因为温因为温度信号变成电信号后可以远距离传输度信号变成电信号后可以远距离传输.(2)热敏电阻、金属热电阻、热电偶及热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等红外线敏感元件等 5.测温仪测温仪2021/8/11 星期三15非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪 由于物体的温由于物体的温度不同，发射红度不同，发射红外线的情况也不外线的情况也不同，因此利用红同，因此利用红外线敏感元件可外线敏感元件可以实现无接触测以实现无接触测温温2021/8/11 星期三16 练习练习2：计算机光驱的主要部件是激光头计算机光驱的主要部件是激光头,它可以发射它可以发射脉冲激光信号脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏电激光头利用光敏电阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出来相应的信息再通过计算机显示出来相应的信息.光敏电阻的自动计光敏电阻的自动计数示意图如图所示数示意图如图所示,其中其中R1为光敏电阻为光敏电阻,R2为定值电阻为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是此光电计数器的基本工作原理是()A、当有激光照射、当有激光照射R1时时,处理系统获得高电压处理系统获得高电压;B、当有激光照射、当有激光照射R1时时,处理系统获得低电压处理系统获得低电压;C、信号处理系统每获得一次低电压就计数一次、信号处理系统每获得一次低电压就计数一次;D、信号处理系统每获得一次高电压就计数一次、信号处理系统每获得一次高电压就计数一次.信号信号处理处理系统系统R2R1激光激光AD2021/8/11 星期三17四、光传感器的应用四、光传感器的应用 1、机械式机械式鼠标器鼠标器(1)机械式鼠标器的组机械式鼠标器的组成成?哪个元件是光传感哪个元件是光传感器器?(2)机械式鼠标器的工机械式鼠标器的工作原理作原理?阅读教材第阅读教材第61页，页，思考并回答问题思考并回答问题:2021/8/11 星期三18(1)机械式机械式鼠标器鼠标器的的组成组成滚球、滚轴与码盘、红外发射管与滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接收管红外接收管(光传感器光传感器)2021/8/11 星期三19(2)机械式机械式鼠标器鼠标器的的工作原理工作原理 鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动两个码盘转动，两个码盘转动，红外接收管红外接收管就收到断续的红就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号外线脉冲，输出相应的电脉冲信号.计算机计算机分别统计分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。就使屏幕上的光标产生相应的位移。2021/8/11 星期三20许多会议室、宾许多会议室、宾馆房间的天花板馆房间的天花板上都装有火灾报上都装有火灾报警器，火灾报警警器，火灾报警器是光传感器应器是光传感器应用的又一实例。用的又一实例。2、烟雾散射式烟雾散射式火灾报警器火灾报警器2021/8/11 星期三212、烟雾散射式烟雾散射式火灾报警器火灾报警器阅读教材第阅读教材第61页，思页，思考并回答问题考并回答问题:(1)烟雾散射火烟雾散射火灾报警器的灾报警器的组成组成?(2)烟雾散射火烟雾散射火灾灾报警器的工作报警器的工作原原理理?2021/8/11 星期三22工作原理工作原理:报警器带孔报警器带孔的罩子内装有发光二极管的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透、光电三极管和不透明的挡板明的挡板.平时平时,光电三极光电三极管收不到管收不到LED发出的光发出的光,呈现高电阻状态呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小与传感器连接的电路检测出这其电阻变小与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报种变化，就会发出警报 2021/8/11 星期三23常见的常见的热传感器热传感器有有:热敏电阻、金属热电阻、热电偶及热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等红外线敏感元件等 小结小结:6.3:6.3传感器的应用传感器的应用(二二)常见的常见的光传感器光传感器有：有：光敏电阻、光电管、光电二极管及光敏电阻、光电管、光电二极管及光电三极管光电三极管2021/8/11 星期三24 【例例】如图甲为在温度为如图甲为在温度为100C左右的环境中工作左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20k，R2=10 k，R3=40 k，Rt为热敏电阻为热敏电阻,它的电阻随它的电阻随温度变化的图线如图乙所示温度变化的图线如图乙所示.当当 a、b端电压端电压 Uab0时，电压鉴别器时，电压鉴别器使使 S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_0C2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26
