高中物理《傳感器的應(yīng)用》課件三（26張PPT）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 復(fù)習(xí) 1 傳感器 非電學(xué)量 敏感元件 轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路 電學(xué)量 傳感器是指這樣一類元件 它能夠感知諸如力 溫度 光 聲 化學(xué)成分等非電學(xué)量 并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓 電流等電學(xué)量 或轉(zhuǎn)化為電路的通斷 2 原理 3 敏感元件 2 傳感器的應(yīng)用 一 江蘇省淮安中學(xué)高二物理組 2 傳感器的應(yīng)用 一 1 光控繼電器的工作原理是 1 當(dāng)照射光敏電阻時(shí) 光敏電阻的阻值 變大或變小 2 當(dāng)光照射光敏電阻時(shí) 被控電路 填 接通 或 斷開(kāi) 光控設(shè)備 電源 變小 接通 傳感器應(yīng)用的一般模式 第2節(jié)傳感器的應(yīng)用 一 傳感器 放大轉(zhuǎn)換電路 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 顯示器 指針式電表數(shù)字屏 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 思考 1 應(yīng)變式力傳感器的組成部分 2 應(yīng)變式傳感器的原理 閱讀 P61 一 力傳感器的應(yīng)用 電子秤 應(yīng)變片發(fā)生形變時(shí)其電阻隨之發(fā)生變化 在恒定電流下 應(yīng)變片是把形變 幾何量 轉(zhuǎn)換為電壓 電學(xué)量 的元件 金屬梁 數(shù)顯電子秤電路原理如圖所示 提問(wèn) 話筒的作用是什么 把聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 閱讀 P62 1 說(shuō)明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作過(guò)程 2 說(shuō)明電容式話筒的工作原理和工作過(guò)程 這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么 3 駐極體話筒的工作原理是什么 有何優(yōu)點(diǎn) 膜片在聲波下振動(dòng) 使得與膜片相連的線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電流 1 動(dòng)圈式話筒 音圈 二 聲傳感器的應(yīng)用 話筒 金屬膜片 永久磁鐵 例題 2003上海試題 唱卡拉OK用的話筒 內(nèi)有傳感器 其中有一種是動(dòng)圈式的 它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈 線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中 當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí) 就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 下列說(shuō)法正確的是A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C膜片振動(dòng)時(shí) 穿過(guò)金屬線圈的磁通量不變D膜片振動(dòng)時(shí) 金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 2 電容式話筒 原理 Q是絕緣支架 薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器 被直流電源充電 當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí) 電容發(fā)生了變化 電路中形成變化的電流 于是電阻兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓 優(yōu)點(diǎn) 保真度好 絕緣支架 薄金屬膜 固定電極 3 駐極體話筒 它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波 其工作原理與電容式話筒類似 但是工作的電壓只須3 6V 特點(diǎn) 體積小 重量輕 價(jià)格便宜 靈敏度高 常用在盒式錄音機(jī) 聲控玩具等便宜的家電上 駐極體 較弱的聲音 擴(kuò)音器 揚(yáng)聲器 宏音 說(shuō)明書(shū)溫度旋鈕 可根據(jù)不同衣料隨意調(diào)校合適的溫度 飛利浦GC1115基本型號(hào)電熨斗 閱讀P63 雙金屬片溫度傳感器 原理 熱脹冷縮原理常溫下兩觸點(diǎn)分離 溫度升高 兩種金屬膨脹性能不同 雙金屬片形狀發(fā)生變化 使觸點(diǎn)接觸 三 溫度傳感器的應(yīng)用 電熨斗 復(fù)習(xí) 溫度傳感器制作材料 應(yīng)用 思考與討論 常溫下兩觸點(diǎn)是接觸還是分離 溫度過(guò)高時(shí)雙金屬片將怎樣作用 如何用調(diào)溫旋鈕來(lái)升高或降低電燙斗的工作溫度 電燙斗的構(gòu)造 調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲 升降螺絲帶動(dòng)彈性銅片升降 從而改變觸點(diǎn)接觸的難易 達(dá)到控制不同溫度的目的 四 溫度傳感器的應(yīng)用 冰箱溫度控制器 思考與討論 1 為什么溫度較高時(shí)壓縮機(jī)自動(dòng)工作 達(dá)到設(shè)定低溫后就自動(dòng)停止工作 2 凸輪為什么可以改變?cè)O(shè)定的溫度 氯甲烷及它的蒸氣 五 恒溫箱溫控器 思考與討論 1 應(yīng)該把恒溫箱中的加熱器接在A B還是C D之間呢 2 要使箱內(nèi)溫度保持100 可變電阻R 值應(yīng)調(diào)節(jié)多大 測(cè)位移 例題 2003上?？碱} 演示位移傳感器的工作原理如右圖示 物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí) 帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿p 通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù) 來(lái)反映物體位移的大小x 假設(shè)電壓表是理想的 則下列說(shuō)法正確的是 A 物體M運(yùn)動(dòng)時(shí) 電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B 物體M運(yùn)動(dòng)時(shí) 電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C 物體M不動(dòng)時(shí) 電路中沒(méi)有電流D 物體M不動(dòng)時(shí) 電壓表沒(méi)有示數(shù) B 六 加速度計(jì) 例1 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中 這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì) 加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示 沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊 滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連 兩彈簧的另一端與固定壁相連 滑塊原來(lái)靜止 彈簧處于自然長(zhǎng)度 滑塊上有指針 可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移 然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo) 1 設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng) 指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S 則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度 A 方向向左 大小為kS mB 方向向右 大小為kS mC 方向向左 大小為2kS mD 方向向右 大小為2kS m D 2 若電位器 可變電阻 總長(zhǎng)度為L(zhǎng) 其電阻均勻 兩端接在穩(wěn)壓電源U0上 當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí) 與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移 此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)U 作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源 為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息 試寫(xiě)出U與a的函數(shù)關(guān)系式 解 a 2kS m S ma 2k U U0Rx R U0S L maU0 2kL mU0a 2kL a 電容器的電容C決定于極板的正對(duì)面積S 極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素 如果某一物理量 如角度 位移 深度等 的變化能引起上述某個(gè)因素的變化 從而引起電容的變化 則通過(guò)測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化 起這種作用的電容器稱為電容式傳感器 5 電容式傳感器 來(lái)自BBC的報(bào)道 日本大阪大學(xué)科學(xué)家HiroshiIshiguru教授日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌的機(jī)器人 ReplieeQ1 她 能眨眼 說(shuō)話 做手勢(shì) 甚至呼吸 皮膚則由類似人類皮膚的硅化物覆蓋 本堂小結(jié) 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 電熨斗力傳感器是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 聲傳感器是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 而溫度傳感器往往是用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全