丹江口市物理 第六章 传感器 第2节 传感器的应用（1）2 新人教版选修3-2.ppt

第第2 2节传感器的应用（一）节传感器的应用（一）2 2二二.声传感器的应用话筒（1）话筒的作用是什么？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。说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。阅读教材并思考阅读教材并思考声音信号转化为电信号声音信号转化为电信号 膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。声器，从扬声器中就发出放大的声音。（3）说明电容式话筒的工作原理和工作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？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？驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜膜M和固定电极和固定电极N形成一个电容器，被直流电源形成一个电容器，被直流电源充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输两端就输出了与声音变化规律相同的电压优点：保真出了与声音变化规律相同的电压优点：保真度好。度好。驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重受声波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。声声电磁感应电磁感应 电流电流1 1、动圈式话筒、动圈式话筒-声传感器声传感器2、电容式话筒：、电容式话筒：声声电容变化电容变化电流、电压电流、电压3、驻极体话筒：、驻极体话筒：声声电容变化电容变化电流、电压电流、电压三温度传感器的应用三温度传感器的应用电熨斗电熨斗 双金属片双金属片 铜铜的的膨胀膨胀系数大于铁，系数大于铁，当温度升高时，当温度升高时，铜的膨胀程度铜的膨胀程度要比铁的大，要比铁的大，所以就要像铁所以就要像铁的一侧弯曲。的一侧弯曲。例题：（例题：（20032003上海）唱卡拉上海）唱卡拉OKOK用的话筒，用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它内有传感器。其中有一种是动圈式的，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，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动时，就将声音信号当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是转变为电信号。下列说法正确的是 ()()A A 该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的B B 该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的C C 膜片振动时穿过金属线圈的磁通量不变膜片振动时穿过金属线圈的磁通量不变D D 膜片振动时金属线圈中不会产生感应电膜片振动时金属线圈中不会产生感应电动势动势B金属金属板板金属金属膜膜振动振动膜膜外电外电路路图5例题：如图是电容式话筒的示意图，它是利例题：如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压器的两极，在两极间加一电压U U，人对着话筒，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的（化的原因可能是容器两板间的（）（A A）距离变化）距离变化 （B B）正对面积变化）正对面积变化（C C）介质变化）介质变化 （D D）电压变化）电压变化AU形动触片形动触片静触片静触片氖泡氖泡图1日光灯的启动器也可看成是一个热敏传感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？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，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。内有一双金属片，热膨胀系数不同。开关闭合后，启动器两极之间有电开关闭合后，启动器两极之间有电压使氖气放电而发出辉光，辉光发压使氖气放电而发出辉光，辉光发出的热量使出的热量使U U形动触片受热膨胀向形动触片受热膨胀向外延伸，碰到静触片接触，电路接外延伸，碰到静触片接触，电路接通；温度降低时，通；温度降低时，U U动触片向里收动触片向里收缩，离开触点，切断电路。缩，离开触点，切断电路。如图所示是一种热敏电阻（如图所示是一种热敏电阻（PTCPTC元件）的元件）的电阻电阻R R随温度随温度t t变化的关系图线，这种元件具有变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温度如果将该元使用这种元件来加温并控制温度如果将该元件接到件接到220V220V恒定电压下，则恒定电压下，则A A通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先增大后减小B B通电后，其电功率先减小后增大通电后，其电功率先减小后增大C C当其发热功率等于散热功率时，温度保持当其发热功率等于散热功率时，温度保持在在t t1 1不变不变D D当其发热功率等于散热功率时，温度保当其发热功率等于散热功率时，温度保持在持在t t1 1 到到t t2 2之间的某一值不变之间的某一值不变t/Rt2t1AD