物理传感器的应用一.pptx
传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式第1页/共27页1.1.电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的?2.2.简述力传感器的工作原理.装置装置:力传感器力传感器 元件元件:金属梁和金属梁和应变片应变片 一、力传感器的应用一、力传感器的应用电子秤电子秤U2金属梁金属梁两个应变片的两个应变片的形变引起电阻形变引起电阻变化致使两个变化致使两个应变片的应变片的电压电压差变化差变化 3.应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？形变形变 电压电压 第2页/共27页练习练习1.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 （）A.应变片常用半导体材料制成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外力越大，输出的电压差值也越大ABD第3页/共27页原理原理:热胀冷缩热胀冷缩常常温温下下两两触触点点分分离离。温温度度升升高高，两两种种金金属属膨膨胀胀性性能能不不同同，双双金金属属片片形形状状发发生生变变化化，使使触点接触。触点接触。(1)(1)双金属片温度传感器双金属片温度传感器双金属片温度传感器双金属片温度传感器 二、温度传感器的应用二、温度传感器的应用二、温度传感器的应用二、温度传感器的应用:思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器的作用是什么？的作用是什么？的作用是什么？的作用是什么？作用：控制电路的通断。作用：控制电路的通断。作用：控制电路的通断。作用：控制电路的通断。第4页/共27页电烫斗的构造：电烫斗的构造：(2)(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用电熨斗中的应用电熨斗中的应用 第5页/共27页思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：常常常常温温温温下下下下，上上上上、下下下下触触触触点点点点应应应应是是是是接接接接触触触触的的的的还还还还是是是是分分分分离离离离的的的的？当当当当温温温温度度度度过过过过高高高高时时时时，双双双双金金金金属属属属片片片片将将将将怎怎怎怎样样样样起作用？起作用？起作用？起作用？熨熨熨熨烫烫烫烫棉棉棉棉麻麻麻麻衣衣衣衣物物物物和和和和熨熨熨熨烫烫烫烫丝丝丝丝绸绸绸绸衣衣衣衣物物物物需需需需要要要要设设设设定定定定不不不不同同同同的的的的温温温温度度度度，这这这这是是是是如如如如何何何何使使使使用用用用调调调调温温温温旋旋旋旋钮钮钮钮来来来来实实实实现的？现的？现的？现的？第6页/共27页思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：熨熨熨熨烫烫烫烫棉棉棉棉麻麻麻麻衣衣衣衣物物物物和和和和熨熨熨熨烫烫烫烫丝丝丝丝绸绸绸绸衣衣衣衣物物物物需需需需要要要要设设设设定定定定不不不不同同同同的的的的温温温温度度度度，这这这这是是是是如如如如何何何何使使使使用用用用调调调调温温温温旋旋旋旋钮钮钮钮来来来来实实实实现的？现的？现的？现的？答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的烫丝绸衣物需要设定不同的烫丝绸衣物需要设定不同的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，升降螺丝带温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带温度，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，达到控制动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的在不同温度的目的在不同温度的目的在不同温度的目的 第7页/共27页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)电饭锅中使用的电饭锅中使用的电饭锅中使用的电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？温度传感器的主要元件是什么？温度传感器的主要元件是什么？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，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度居里温度居里温度居里温度.4.4.电饭锅电饭锅电饭锅电饭锅第8页/共27页 构造构造第9页/共27页工作原理工作原理:(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。第10页/共27页(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?为为为为什什什什么么么么?答答答答:(2)2)水沸腾后水沸腾后水沸腾后水沸腾后,由于锅内保持由于锅内保持由于锅内保持由于锅内保持1001000 0C C不变不变不变不变,故感温磁体仍与永磁体故感温磁体仍与永磁体故感温磁体仍与永磁体故感温磁体仍与永磁体相吸相吸相吸相吸,继续加热继续加热继续加热继续加热.故锅内大致保持故锅内大致保持故锅内大致保持故锅内大致保持1001000 0C C不变不变不变不变.第11页/共27页(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动动动地地地地发发发发生生生生哪哪哪哪些些些些动动动动作？作？作？作？答答答答:(3)3)饭熟后饭熟后饭熟后饭熟后,水分被大米吸收水分被大米吸收水分被大米吸收水分被大米吸收,锅底温度升高锅底温度升高锅底温度升高锅底温度升高,当温度升至当温度升至当温度升至当温度升至“居里居里居里居里点点点点1031030 0C C”时时时时,感温磁体失去铁磁性感温磁体失去铁磁性感温磁体失去铁磁性感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下在弹簧作用下在弹簧作用下在弹簧作用下,永磁体被弹开永磁体被弹开永磁体被弹开永磁体被弹开,触触触触点分离点分离点分离点分离,切断电源切断电源切断电源切断电源,从而停止加热从而停止加热从而停止加热从而停止加热 第12页/共27页(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，能能能能否否否否在水沸腾后自动断电在水沸腾后自动断电在水沸腾后自动断电在水沸腾后自动断电?答答答答:(4):(4)如果用电饭锅烧水如果用电饭锅烧水如果用电饭锅烧水如果用电饭锅烧水,水沸腾后水沸腾后水沸腾后水沸腾后,锅内保持锅内保持锅内保持锅内保持1001000 0C C不变不变不变不变,温度低于温度低于温度低于温度低于“居里点居里点居里点居里点1031030 0C”C”,电饭锅不能自动断电电饭锅不能自动断电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只有水烧干后只有水烧干后,温度升高到温度升高到温度升高到温度升高到1031030 0C C才能自动断电才能自动断电才能自动断电才能自动断电.第13页/共27页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，永磁体与感温磁体相吸，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，则触点接通，电热板通手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持电加热，水沸腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体仍不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅与永磁体相吸，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，切断电源，磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热从而停止加热 第14页/共27页四、光传感器的应用四、光传感器的应用-烟雾散射式烟雾散射式火灾报警器火灾报警器第15页/共27页阅读教材第阅读教材第61616161页，思考并回答页，思考并回答问题问题:(1)(1)烟雾散射火灾报警器的组成?(2)(2)(2)(2)烟雾散射火灾报警器的烟雾散射火灾报警器的 工作工作原理原理?工作原理工作原理:报警器带孔的罩子内装有报警器带孔的罩子内装有发光二极管发光二极管LEDLEDLEDLED、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,光电三极管收不到光电三极管收不到LEDLEDLEDLED发出的光发出的光,呈现高电阻状态呈现高电阻状态烟烟雾进入罩内后对光有散射作用，使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，其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，就会发出警报测出这种变化，就会发出警报 第16页/共27页 来自BBC的报道，日本大阪大学科学家日前发明出一种完全具有人类女性外貌的机器人“Repliee Q1”.“她”能眨眼,说话,做手势,甚至呼吸！皮肤则由类似人类皮肤的硅化物覆盖。第17页/共27页第18页/共27页 【例1】如图甲为在温度为100C左右的环境中工作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,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示.当 a、b端电压 Uab0时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_0C第19页/共27页 【例2】图示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。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，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是 ，小车速度的表达式为v=；行程的表达式为=。第20页/共27页思考与讨论：思考与讨论：1、应该把恒温箱中的加热器接在、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是还是 C、D 之间呢？之间呢？2、要使箱内温度保持、要使箱内温度保持100，可变电阻，可变电阻R值应调节多大？值应调节多大？温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用:恒温箱恒温箱第21页/共27页加速度计加速度计第22页/共27页 例2.惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为S，则这段时间内导弹的加速度 （）A.方向向左，大小为 k S/m B方向向右，大小为 k S/m C方向向左，大小为 2k S/m D.方向向右，大小为 2k S/mD01010UP第23页/共27页2.若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关系式。01010UPU0解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx/R=U0 S/L=maU0/2kL=mU0 a/2kLa第24页/共27页 练习练习1：如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(1030C)时会自动断开,S2是一个自动温控开关,当温度低于约700C时会自动闭合,温度高于800C时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,黄灯是保温状态时的指示灯,限流电阻R1R2500,加热电阻丝R350,两灯电阻不计 (1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温过程)(2)简要回答,如果不闭合开 关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状 态下,电饭煲的消耗功率之比.12:1第25页/共27页 练习：练习：计算机光驱的主要部件是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,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,再通过计算机显示出来相应的信息.光敏电阻的自动计数示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是()A、当有激光照射R1时,处理系统获得高电压;B、当有激光照射R1时,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;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R2R1激光BD第26页/共27页谢谢您的观看！第27页/共27页
