传感器的应用一二.pptx

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1、传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式传感器电信号电信号微弱微弱放大放大转换转换电路执行机构执行机构执行机构执行机构显示器显示器显示器显示器计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统第1页/共38页一.力传感器电子秤电子秤金属梁金属梁形变形变（力学量）（力学量）电电 压压（电学量）（电学量）转换第2页/共38页机理机理半导体材料半导体材料应变片应变片金金属属梁梁上上下下表表面面各各贴贴一一个个应应变变片片自由端受到向下压力自由端受到向下压力梁发生弯曲梁发生弯曲上表面拉伸上表面拉伸下表面压缩下表面压缩R R增大增大R R减小减小片片应应变变F F 越大越大应变片中应变片中R R 变化越大变化越大

2、I I 恒定恒定输出电输出电压差大压差大第3页/共38页 【例例1 1】某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为系数为 k k）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为空载时的输出电压为 0 0；而后在其受压面上放上物体，即可测；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压得与物体的质量成正比的输出电压 U U。现有下列器材：力电转换器、质量为现有下列器

3、材：力电转换器、质量为 mm0 0 的砝码、电压表、的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量 m m。（1 1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2 2）简要说明测量步骤，求出比例系数）简要说明测量步骤，求出比例系数 k k，并测出待测物体，并测出待

4、测物体的质量的质量 m m。（3 3）请设想实验中可能会出现的一个问题。）请设想实验中可能会出现的一个问题。力电转换器力电转换器受压面受压面_ _+_ _输出输出输入输入第4页/共38页力电转换器力电转换器受压面受压面_ _+_ _V V(1)(1)电路设计电路设计(2)(2)测量步骤测量步骤调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。将质量为将质量为 mm0 0 的砝码放在转换器上，记下输出电压的砝码放在转换器上，记下输出电压 U U0 0。将待测物体放在转换器上，记下输出电压将待测物体放在转换器上，记下输出电压U U1 1。得得 k k=U U0 0/m

5、m0 0g g由由 U U0 0=kmkm0 0g g得得 m m=m m0 0U U1 1/U U0 0 由由U U1 1=kmgkmg(3)(3)可能出现的问题可能出现的问题因电源电压不够而输出电压调不到零因电源电压不够而输出电压调不到零待测物体质量超出转换器量程待测物体质量超出转换器量程第5页/共38页二.声传感器动圈式话筒动圈式话筒动圈式话筒动圈式话筒膜片膜片声波趋动下声波趋动下平衡位置平衡位置附近振动附近振动线圈振动线圈振动线圈中线圈中磁通量磁通量周期性周期性变化变化周期性变化的感应电流第6页/共38页绝缘支架绝缘支架绝缘支架绝缘支架电容式话筒电容式话筒电容式话筒电容式话筒薄薄金金属

6、属膜膜MM固固定定电电极极N N构 成电容器电容器充电充电直流电源直流电源膜片膜片MM声波趋动声波趋动振动振动电容变化电容变化电容器电容器充电放电充电放电电路中电路中形成变形成变化电流化电流R R两端输出两端输出与声音规律与声音规律相同的电压相同的电压第7页/共38页驻极体话筒驻极体话筒2.7 k2.7 kE ER RC CS SD D6 V6 V10 F10 F驻驻极极体体话话筒筒输出输出工作电路工作电路由内部的柱极体塑料膜感受声波由内部的柱极体塑料膜感受声波工工作作原原理理与电容话筒类似与电容话筒类似特点特点体积小体积小重量轻重量轻价格便宜价格便宜灵敏度高灵敏度高 注注:电介质在电场中的极

7、化现象。撤去电场后，长期保持被极化状电介质在电场中的极化现象。撤去电场后，长期保持被极化状态的材料称之为驻极体。态的材料称之为驻极体。第8页/共38页 例例2 2 唱卡拉唱卡拉OKOK用的话筒用的话筒,内有传感器内有传感器,其中有一种其中有一种是动圈式的是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜当声波使膜片前后振动时片前后振动时,就将声音信号转变为电信号就将声音信号转变为电信号.下列说法正下列说法正确的是确的是 ()()A.A.该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器

8、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.膜片振动时膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变穿过金属线圈的磁通量不变 D.D.膜片振动时膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势金属线圈中不会产生感应电动势B第9页/共38页 例3 电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示,Q是绝缘支架,M是薄金属膜和固定电极N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,电路中形成变化的电流,当膜片向右运动的过程中有（）A 电容变大 B 电容变小 C 导线AB中有向左的电流 D 导线AB中有向右的电流A C 第10页/

9、共38页金属板金属板金属膜金属膜振动膜振动膜外电路外电路 例例4 4 如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容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薄薄的金属制作的传感器，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板，振动膜上的层，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器的两极，在两极间金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压加一电压U U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，人对着话筒说话时，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

10、声音信号被话筒转化为电信号，其中导生变化，使声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（致电容变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A第11页/共38页三.温度传感器电熨斗电熨斗电熨斗电熨斗原理图原理图双金属片双金属片温温控控原原理理第12页/共38页问题1:常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受

11、热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用第13页/共38页问题2:熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？熨烫棉麻衣物和熨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第14页/共38页 例例5 5 如图所示，如图所示，图甲为热敏电阻图甲为热敏电阻 R

12、 R t t 图象，图象，图图乙为用此热敏电阻乙为用此热敏电阻 R R 和继电器组成的一个简单恒温箱和继电器组成的一个简单恒温箱控制电路，继电器线圈的电阻为控制电路，继电器线圈的电阻为 150 150。当线圈中的。当线圈中的电流大于或等于电流大于或等于 20 mA20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电动势继电器线圈供电的电池电动势 =6 V=6 V，内阻不计。图，内阻不计。图中的中的“电源电源”是恒温箱加热的电源。是恒温箱加热的电源。(1)(1)应该把恒温箱内的加热器接在应该把恒温箱内的加热器接在 A A、B B 端还是端还是 C C、D D 端？

13、端？(2)(2)如果要使恒温箱内的温度保持如果要使恒温箱内的温度保持 100 100 0 0C C，可变电，可变电阻阻 R R 的值应调节为多少？的值应调节为多少？第15页/共38页解答：解答：(1)A、B 端。R RG G (2)由图甲知，t=100时 R=50 继电器电路中电流在 100 时:I=其中 为继电器的电阻 代入数据解得:R R +R RG G +R R R=100 第16页/共38页 例例6 6 如图甲为在温度为如图甲为在温度为1010左右的环境中工作的某左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R R1 1 =20 k20 k，R R2

14、2 =10 k10 k，R R3 3 =40 k40 k，R Rt t为热敏电阻，它的电阻随温度为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当变化的图线如图乙所示当 a a、b b端电压端电压 U Uab ab 0 0 0时，电压鉴别器使时，电压鉴别器使 S S断开，断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在停止加热，恒温箱内的温度恒定在_第17页/共38页解答：解答：设电路两端电压为为U，当 Uab=0 时，有：U UR R1 1+R R2 2R R1 1=U UR Rt tR R3 3+R R3 3解得Rt=20 k查图乙可知，当当 R Rt t =20 k20 k时，时，t=t=35 35

15、第18页/共38页冰箱温度控制器冰箱温度控制器冰箱温度控制器冰箱温度控制器MM1 1 测温泡测温泡2 2 细管细管3 3 弹性金属盒弹性金属盒4 4 弹簧片弹簧片5 5 动触点动触点6 6 静触点静触点7 7 拉杆拉杆8 8 凸轮凸轮9 9 连杆连杆冰箱内温度较冰箱内温度较高时，密封系高时，密封系统中的压强增统中的压强增大，盆体膨胀，大，盆体膨胀，膜盒膜盒3 3通过小柱通过小柱体带动弹簧片体带动弹簧片4 4，使动触点，使动触点5 5与与静触点静触点6 6接触，接触，控制压缩机自控制压缩机自动开始工作，动开始工作，而在达到设定而在达到设定的低温时拉簧的低温时拉簧带动弹簧片带动弹簧片4 4将将触点

16、触点5 5、6 6断开，断开，使压缩机停止使压缩机停止工作工作 凸轮逆时针转动会加大连杆凸轮逆时针转动会加大连杆9 9对弹簧对弹簧7 7的拉力，的拉力，该拉力与弹性膜盒该拉力与弹性膜盒3 3共同控制弹簧片共同控制弹簧片4 4的运动，故的运动，故弹簧弹簧7 7上弹力的变化会改变设定的温度上弹力的变化会改变设定的温度第19页/共38页电饭锅电饭锅电饭锅电饭锅感温铁氧体感温铁氧体感温材料感温材料氧化锰、氧化锌氧化锰、氧化锌氧化锰、氧化锌氧化锰、氧化锌氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合居里点居里点常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性约约约约约约

17、 103 103 103 000CCC 时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性结结构构图图示示开始煮饭时，用手压下开开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。不再恢复到图示状态。水沸腾后，锅内水沸腾后，锅内大致保持大致保持 100100不变。不变。饭熟后，水分被大米吸收，锅底饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至温度升高，当温度升至“居里点居里点103103”时，感温磁体失去铁磁性，时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触

18、点分离，切断电源，从而停止触点分离，切断电源，从而停止加热加热如果用电饭锅烧水，水沸腾后，如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持锅内保持100100不变，温度低于不变，温度低于“居里点居里点103103”，电饭锅不能自，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升动断电。只有水烧干后，温度升高到高到103103才能自动断电。才能自动断电。第20页/共38页 例例7 7 有定值电阻、热敏电阻、光敏有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路电阻三只元件分别接入如图所示电路中中A A、B B两点后，用黑纸包住元件置入两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说热水中，观察欧姆

19、表的示数，下列说法正确的是法正确的是 （）A.A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示 数变化较大，这只元件一定是热敏电阻数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示 数不变化数不变化 ，这只元件一定是定值电阻，这只元件一定是定值电阻C.C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆 表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆 表示

20、数相同，这只元件一定是定值电阻表示数相同，这只元件一定是定值电阻A AB BAC第21页/共38页 例例 8 8 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）的电阻元件）的电阻 R R 随温度随温度t t变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温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件接到度如果将该元件接到 220V 220V 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

21、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，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在 t t1 1 不变不变 D D当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在 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/Rt2t1A D第22页/共38页测温仪测温仪测温仪测温仪各种数字式各种数字式温度计温度计测温元件热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等可以实现远可以实现远距离测温度距离测温度实现数据采实现数据采集、处理、集、处理、画图的智能画图的智能化功能化功能第2

22、3页/共38页非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪 由于物体的温度不由于物体的温度不同，发射红外线的情况同，发射红外线的情况也不同，因此利用红外也不同，因此利用红外线敏感元件可以实现无线敏感元件可以实现无接触测温接触测温热电偶热电偶T1T2mAmAT T1 1 T T2 2第24页/共38页四.光传感器鼠标器鼠标器滚球、滚轴滚球、滚轴与码盘、红与码盘、红外发射管与外发射管与红外接收管红外接收管部部件件 当鼠标在桌面上滚动时，当鼠标在桌面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到码盘转动，红外接收管就收到断续的红外

23、线脉冲，输出相应断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统的电脉冲信号。计算机分别统计计 x x、y y 两个方向的脉冲信号，两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。相应的位移。原原理理第25页/共38页火灾报警器火灾报警器烟雾散射式烟雾散射式火灾报警器火灾报警器火灾报警器火灾报警器结结构构原原理理在没有发生火灾时，光电三极在没有发生火灾时，光电三极管收不到管收不到 LED LED 发出的光，呈发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾进入罩内产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光后

24、对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警检测出这种变化，就会发出警报。报。原理原理工作工作第26页/共38页 例例9 9 如图所示为一实验小车中如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。置示意图。A A 为光源，为光源，B B 为光电接为光电接收器，收器，A A、B B 均固定在车身上，均固定在车身上，C C 为小车的车轮，为小车的车轮，D D 为与为与 C C 同轴相连同轴相连的齿轮。车轮转动时，的齿轮。车轮转动时，A A 发出的

25、光发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被 B B 接收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位时间内脉冲数为 n n，累计脉冲数为，累计脉冲数为 N N，则要测出小车的速，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小车速度的表达式为 v v=；行程的表达式为；行程的表达式为 S S =。第27页/共38页解答解答:分析：分析：光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变光束原来是连续的，是转动的齿轮

26、使光束变 为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）的转动有关，也就与速度和行程有关。的转动有关，也就与速度和行程有关。车行驶速度在数值上等于车轮绕轴转动的线速度车行驶速度在数值上等于车轮绕轴转动的线速度即即 v v=2 2RfRf (R R 为车轮半径，为车轮半径，f f 为转速为转速 )被被 B B 接收到，则接收到，则 f f =若若 D D 的齿轮数为的齿轮数为 Q Q，则车轮转一圈有，则车轮转一圈有 Q Q 个光脉冲个光脉冲 n nQ Q2 2RnRn，则车速，则车速 v v=Q Q车的行程车的行程 S S=vt vt ，其中，其中 t t=N

27、Nn Qn Q2 2RNRNQ Q，则，则 S S=由上可知还需测量的量是：车轮半径由上可知还需测量的量是：车轮半径R R 和和 D D 轮齿轮数轮齿轮数Q Q 第28页/共38页 例例 1010 计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射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，其中动计数示

28、意图如图所示，其中 R R1 1 为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2 为定为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（）A A 当有激光照射当有激光照射 R R1 1 时，处理系统获得高电压时，处理系统获得高电压 B B 当有激光照射当有激光照射 R R1 1 时，处理系统获得低电压时，处理系统获得低电压 C 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 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处理系统R2R1激光激光A D第29页/共38页测测 力力测物体加速度测物体加速

29、度测物体角速度测物体角速度测测 位位 移移拓展性研究第30页/共38页如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中 P P 为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O O 是悬挂点，是悬挂点，R R0 0 是保护电阻，是保护电阻，CD CD 是水平放置的光滑电阻丝，与悬是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在丝与电阻丝在 C C 点接触，此时电路中的电流为点接触，此时电路中的电流为 I I，有风，有风时细金属丝将偏转一角度时细金

30、属丝将偏转一角度（与风力大小有关），细与风力大小有关），细金属丝与电阻丝在金属丝与电阻丝在 C C 点接触，已知风力方向水平向左，点接触，已知风力方向水平向左，OCOC=h h，CD CD=l l，球的质量为，球的质量为 mm，电阻丝单位长度的电，电阻丝单位长度的电阻为阻为 k k，电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏，电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转转 角时，电流表的示数为角时，电流表的示数为I I ，此时风力大小为，此时风力大小为 F F，试，试写出：写出：(1)(1)风力大小风力大小 F F 与与 的关系式的关系式.(2)(2)风力大小风力大小 F F 与电流表示数与电流表

31、示数 I I 的关系式的关系式.P PC C A AO OR R0 0C CD D 第31页/共38页解答：解答：(1)(1)小球小球 P P 受力如图所示。受力如图所示。mgmg F FT T 根据平衡条件，风力根据平衡条件，风力 F F=mgmgtan tan (2)(2)设电源电动势为设电源电动势为 E E，BCBC 长为长为 x x，根据闭合电路欧姆定律得：，根据闭合电路欧姆定律得：E E=I I(R R0 0+klkl)E E=I I(R R0 0+kxkx)由几何关系有：由几何关系有：x x=h htan tan x x=R R0 0+klklI II I R R0 0k kk k

32、F F=R R0 0+klklI II I R R0 0k kk kmgmgh hh h)(所以解得所以解得F F与与I I 的关系式为的关系式为:第32页/共38页 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统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质量为 mm 的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为 k k 的的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来

33、静弹簧相连，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。设某段时出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离 O O 点的距离为点的距离为S S，则这段时间内导弹的加速度，则这段时间内导弹的加速度 （）A.A.方向向左，大小为方向向左，大小为 k S k S/mmB B方向向右，大小为方向向右，大小为 k Sk S/mmC C方向向左，大小为方向向左，大小为 2 2k Sk S/mm D.D

34、.方向向右，大小为方向向右，大小为 2 2k S k S/m m01010U UP PD D第33页/共38页若电位器（可变电阻）总长度为若电位器（可变电阻）总长度为 l l，其电阻均匀，两端接在稳压电源其电阻均匀，两端接在稳压电源 U U0 0 上，当导弹以加速度上，当导弹以加速度 a a 沿水平方向运沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片动时，与滑块连接的滑动片 P P 产生位产生位移，此时可输出一个电信号移，此时可输出一个电信号 U U，作为，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹惯性制导系统的信息源，为控制01010U UP P导弹运动状态输入信息，试写出导弹运动状态输入信息，试写出

35、U U 与与 a a 的函数关系式。的函数关系式。解答：解答：S S=mama/2/2k k a=2kS/mU U=R Rx xR RU U0 0U U0 0S Sl l=mUmU0 02 2klkla第34页/共38页飞机、航天器、潜艇的转动角速度飞机、航天器、潜艇的转动角速度可用结构如图所示的原理进行测量可用结构如图所示的原理进行测量.当系统绕轴当系统绕轴 OOOO 转动时，元件转动时，元件 A A 发发生位移并输出相应的电压信号，成生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知源。已知 A A 的质量为的质量为 mm，弹簧的劲，弹簧的劲

36、度系数为度系数为 k k、自然长度为、自然长度为 l l，电，电A A S S P PC CB BU UO O O O源的电动势为源的电动势为E E、内阻不计、内阻不计.滑动变阻器总长也为滑动变阻器总长也为 l l,电阻分电阻分布均匀布均匀,系统静止时系统静止时 P P 在在 B B 点，当系统以角速度点，当系统以角速度 转动时转动时,试写出输出电压试写出输出电压 U U 与与 的函数式。的函数式。解答：解答：设弹簧伸长设弹簧伸长 x x,则则 kx=m kx=m 2 2(l+xl+x)x=x=m m 2 2 l lk km m 2 2即即设滑动变阻器单位长度的电阻为设滑动变阻器单位长度的电阻

37、为 r r0 0 U U=IRIRx x=E x rE x r0 0l l r r0 0=x xl lE E U U=E m E m 2 2k km m 2 2第35页/共38页 演示位移传感器的工作原理如右图示，物体演示位移传感器的工作原理如右图示，物体 M M 在在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 p p，通过，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小电压表显示的数据，来反映物体位移的大小 x x。假设。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是电压表是理想的，则下列说法正确的是 ()()A.A.物体物体MM运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B.B.物体物体MM运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C.C.物体物体MM不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D.D.物体物体MM不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B第36页/共38页第37页/共38页感谢您的观看。第38页/共38页