高中物理《傳感器的應(yīng)用》課件三（35張PPT）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 6 3傳感器的應(yīng)用 二 第六章傳感器 復(fù)習(xí) 1 傳感器應(yīng)用的一般模式 非電學(xué)量電學(xué)量 2 制作傳感器常用的敏感元件 光敏電阻 熱敏電阻 霍爾元件分別能將什么量轉(zhuǎn)化為什么量 光敏電阻 光照強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為電阻 熱敏電阻 溫度轉(zhuǎn)化為電阻 霍爾元件 磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓 復(fù)習(xí) 轉(zhuǎn)化為 3 力傳感器 聲傳感器 溫度傳感器的作用 力傳感器 力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 形變轉(zhuǎn)化為電壓 聲傳感器 聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 溫度傳感器 自動(dòng)控制開(kāi)關(guān) 復(fù)習(xí) 問(wèn)題 電飯鍋燒飯飯熟后會(huì)自動(dòng)斷開(kāi) 電飯鍋燒水水開(kāi)后能自動(dòng)斷開(kāi) 回顧在家煮飯的過(guò)程 三 溫度傳感器的應(yīng)用4 電飯鍋 閱讀教材第59頁(yè)第1段 回答問(wèn)題 1 電飯鍋中使用的溫度傳感器的主要元件是什么 2 感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么 3 感溫鐵氧體有何特點(diǎn) 4 什么是 居里點(diǎn) 答 1 感溫鐵氧體 2 氧化錳 氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成 3 常溫下具有鐵磁性 能夠被磁體吸引 溫度達(dá)到約103 時(shí) 失去鐵磁性 不能被磁體吸引 4 使感溫鐵氧體失去鐵磁性的溫度 也叫居里溫度 三 溫度傳感器的應(yīng)用4 電飯鍋 構(gòu)造 工作原理 1 開(kāi)始煮飯時(shí)為什么要壓下開(kāi)關(guān)按鈕 手松開(kāi)后這個(gè)按鈕是否會(huì)恢復(fù)到圖示的狀態(tài) 為什么 2 煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度 為什么 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底的溫度會(huì)有什么變化 這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作 4 如果用電飯鍋燒水 能否在水沸騰后自動(dòng)斷電 答 1 開(kāi)始煮飯時(shí) 用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕 永磁體與感溫磁體相吸 手松開(kāi)后 按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài) 4 電飯鍋 2 煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度 為什么 答 2 水沸騰后 由于鍋內(nèi)保持1000C不變 故感溫磁體仍與永磁體相吸 繼續(xù)加熱 故鍋內(nèi)大致保持1000C不變 工作原理 4 電飯鍋 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底的溫度會(huì)有什么變化 這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作 答 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底溫度升高 當(dāng)溫度升至 居里點(diǎn)1030C 時(shí) 感溫磁體失去鐵磁性 在彈簧作用下 永磁體被彈開(kāi) 觸點(diǎn)分離 切斷電源 從而停止加熱 工作原理 4 電飯鍋 4 如果用電飯鍋燒水 能否在水沸騰后自動(dòng)斷電 答 4 如果用電飯鍋燒水 水沸騰后 鍋內(nèi)保持1000C不變 溫度低于 居里點(diǎn)1030C 電飯鍋不能自動(dòng)斷電 只有水燒干后 溫度升高到1030C才能自動(dòng)斷電 工作原理 4 電飯鍋 敘述電飯鍋的工作過(guò)程 開(kāi)始煮飯時(shí) 用手壓下開(kāi)關(guān)按鈕 永磁體與感溫磁體相吸 手松開(kāi)后 按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài) 則觸點(diǎn)接通 電熱板通電加熱 水沸騰后 由于鍋內(nèi)保持1000C不變 故感溫磁體仍與永磁體相吸 繼續(xù)加熱 直到飯熟后 水分被大米吸收 鍋底溫度升高 當(dāng)溫度升至 居里點(diǎn)1030C 時(shí) 感溫磁體失去鐵磁性 在彈簧作用下 永磁體被彈開(kāi) 觸點(diǎn)分離 切斷電源 從而停止加熱 練習(xí)1 如圖所示是電飯煲的電路圖 S1是一個(gè)限溫開(kāi)關(guān) 手動(dòng)閉合 當(dāng)此開(kāi)關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn) 1030C 時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi) S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān) 當(dāng)溫度低于約700C時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合 溫度高于800C時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi) 紅燈是加熱狀態(tài)時(shí)的指示燈 黃燈是保溫狀態(tài)時(shí)的指示燈 限流電阻R1 R2 500 加熱電阻絲R3 50 兩燈電阻不計(jì) 1 根據(jù)電路分析 敘述電飯煲煮飯的全過(guò)程 包括加熱和保溫過(guò)程 2 簡(jiǎn)要回答 如果不閉合開(kāi)關(guān)S1 電飯煲能將飯煮熟嗎 3 計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下 電飯煲的消耗功率之比 12 1 2003年的那個(gè)春天 一頭惡魔沖進(jìn)中華大地 一夜之間 國(guó)人無(wú)不談SARS色變 但在全國(guó)人民的共同努力下 終于將這頭惡魔降服 并徹底消滅 在抗擊SARS的過(guò)程中 許多公共場(chǎng)合都使用了非接觸式紅外測(cè)溫儀 湖南師大附中在防治 非典 工作中對(duì)學(xué)校實(shí)施嚴(yán)格的防控管理 每天早上6點(diǎn)至7點(diǎn)對(duì)進(jìn)校師生進(jìn)行身體檢查 確保師生人身安全和健康 圖為校醫(yī)為學(xué)生測(cè)量體溫 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測(cè)溫儀 閱讀教材第60頁(yè) 思考并回答問(wèn)題 1 溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn) 2 常見(jiàn)的測(cè)溫元件有哪些 答 1 可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值 因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸 2 熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶及紅外線敏感元件等 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測(cè)溫儀 非接觸式紅外測(cè)溫儀 由于物體的溫度不同 發(fā)射紅外線的情況也不同 因此利用紅外線敏感元件可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)溫 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測(cè)溫儀 熱電偶 T1 T2 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái) 構(gòu)成一個(gè)閉合回路 當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí) 兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) 因而在回路中形成電流 這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng) 熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測(cè)溫儀 將微機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所配的溫度傳感器與計(jì)算機(jī)連接 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 處理 畫(huà)圖的智能化功能 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測(cè)溫儀 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到自動(dòng)控制裝置 而設(shè)計(jì)自動(dòng)控制裝置很多情況下要用到傳感器 如光電傳感器 把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 然后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大 再將電信號(hào)輸入到相應(yīng)的裝置 進(jìn)而完成相應(yīng)的自動(dòng)控制 例 光控門(mén)光控門(mén)原理光控開(kāi)關(guān)電路 練習(xí)2 計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部件是激光頭 它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào) 激光掃描光盤(pán)信息時(shí) 激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)將反射回來(lái)的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理系統(tǒng) 再通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)相應(yīng)的信息 光敏電阻的自動(dòng)計(jì)數(shù)示意圖如圖所示 其中R1為光敏電阻 R2為定值電阻 此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是 A 當(dāng)有激光照射R1時(shí) 處理系統(tǒng)獲得高電壓 B 當(dāng)有激光照射R1時(shí) 處理系統(tǒng)獲得低電壓 C 信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次 D 信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次 BD 四 光傳感器的應(yīng)用1 機(jī)械式鼠標(biāo)器 1 機(jī)械式鼠標(biāo)器的組成 哪個(gè)元件是光傳感器 2 機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理 閱讀教材第61頁(yè) 思考并回答問(wèn)題 四 光傳感器的應(yīng)用1 機(jī)械式鼠標(biāo)器 1 機(jī)械式鼠標(biāo)器的組成 滾球 滾軸與碼盤(pán) 紅外發(fā)射管與紅外接收管 光傳感器 2 機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理 鼠標(biāo)器移動(dòng)時(shí) 滾球運(yùn)動(dòng)通過(guò)滾軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖 輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào) 計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào) 處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移 許多會(huì)議室 賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報(bào)警器 火災(zāi)報(bào)警器是光傳感器應(yīng)用的又一實(shí)例 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器 閱讀教材第61頁(yè) 思考并回答問(wèn)題 1 煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器的組成 2 煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器的工作原理 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器 光電三極管是煙霧火警報(bào)警器中的光傳感器 工作原理 報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED 光電三極管和不透明的擋板 平時(shí) 光電三極管收不到LED發(fā)出的光 呈現(xiàn)高電阻狀態(tài) 煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用 使部分光線照射到光電三極管上 其電阻變小 與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化 就會(huì)發(fā)出警報(bào) 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器 來(lái)自BBC的報(bào)道 日本大阪大學(xué)科學(xué)家日前發(fā)明出一種完全具有人類(lèi)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(lèi)似人類(lèi)皮膚的硅化物覆蓋 常見(jiàn)的熱傳感器有 熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶及紅外線敏感元件等 小結(jié) 6 3傳感器的應(yīng)用 二 常見(jiàn)的光傳感器有 光敏電阻 光電管 光電二極管及光電三極管 例1 如圖甲為在溫度為100C左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖 箱內(nèi)的電阻R1 20k R2 10k R3 40k Rt為熱敏電阻 它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示 當(dāng)a b端電壓Uab0時(shí) 電壓鑒別器使S斷開(kāi) 停止加熱 恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在 0C 例2 圖示為一實(shí)驗(yàn)小車(chē)中利用光電脈沖測(cè)量車(chē)速和行程的裝置示意圖 A為光源 B為光電接收器 A B均固定在車(chē)身上 C為小車(chē)的車(chē)輪 D為與C同軸相連的齒輪 車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào) 被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 由電子電路記錄和顯示 若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n 累計(jì)脈沖數(shù)為N 則要測(cè)出小車(chē)的速度和行程還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是 小車(chē)速度的表達(dá)式為v 行程的表達(dá)式為 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