高中物理课件：5-3 传感器的应用.ppt

《传感器》 ==新课标物理选修 2==： 第五章： 没有今日的基础科学，就没有明日的科技应用 ---李政道 5.3 传感器的应用（2课时） 敏感元件 转换电路 信号调节放 大转换电路 1、传感器应用的一般模式： 非电量 电学量 提供 电源 辅助电路 输出 显示测量数据 执行机构 收集数据，输入计 算机系统进行处理 ，并发出指复杂令 由指针式电表 、液晶屏显示 驱动电磁继电器 或其他元件，自 动控制机器开关 计算机系统 2、传感器应用于 显示测量数据： a 力传感器的应用： 电子秤 工作原理： U1 U2 主要构造： 两个应变片的形变引起 电阻变化致使两个应变片的 电压差变化。 金属梁和应变片 力学量：形变 电学量：电压 力传感器作用： 数显电子秤电路原理图 例1、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 B、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 D、外力越大，输出的电压差值也越大 U1 U2 ABD b 温度传感器的应用： 测温仪 敏感、便捷，可以远 作用： 优点： 热学量：温度信号 变成 电信号 热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件 常见测温元件： 非接触式红外测温仪： 由于物体的温度 不同，发射红外线的 情况也不同，因此利 用红外线敏感元件可 以实现无接触测温。 距离读取温度的数值。 2003年的那个春天 SARS肆虐的季节 非接触式红外测温仪 在一些公共场合 快速测量行人体温 功不可没 2019年冬天 新冠再次来袭 将微机辅助实验系统所配的温度传感器与计算机连接,可以实 现数据采集、处理、画图的智能化功能. 热电偶: T1 T2 T1≠T2 mA 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭 合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之 间便产生电动势,因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应。 热电偶就是利用这一效应来工作的。 2、传感器应用于 执行机构： 电磁继电器介绍： 设计题 ： 用如图示的电磁继电器设 计一个由光敏电阻来控制路灯的实验 电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时 灯灭。可供选择的器材如下：光敏电 阻、学生电源、继电器、滑动变阻器 、定值电阻、开关、导线。（如有需 要可以自行添加所需器材） 2、传感器应用于 执行机构： a 温度传感器的应用之一： 恒温箱 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调节多大？ 思考与讨论： b 温度传感器的应用之二：电熨斗 双金属片温度传感器： 作用：控制电路的通断。 常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。 原理：热胀冷缩 双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 电烫斗的构造： ① 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？ ② 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？ 思考与讨论： c 温度传感器的应用之三：电冰箱 1、测温泡 3、膜盒 2、细管 4、弹簧片 5、动触点 6、静触点 7、拉杆 8、凸轮 9、连杆 氯甲烷及它的蒸气 1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自 动停止工作？ 2、凸轮为什么可以改变设定的温度？ 思考与讨论： d 温度传感器的应用之四：电饭锅 阅读教材第102页第3题，回答问题: （1）电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？ （2）感温铁氧体的组成物质是什么？ （3）感温铁氧体有何特点？ （4）什么是“居里点”？ （1）感温铁氧体 （3）常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103℃时 ，失去铁磁性，不能被磁体吸引。 （2）氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成 （4）使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度 结构： 工作原理: （1）开始煮饭时为什么要压下 开关按钮？手松开后这个按 钮是否会恢复到图示状态？ 为什么? （2）煮饭时水沸腾后锅内是否 会大致保持一定的温度?为什么? （3）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? （4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电? 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，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持