《傳感器應用二》講義新人教選修

1、傳感器應用二講義新人教選修閱讀教材，回答問題：閱讀教材，回答問題：（1）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？（2）感溫鐵氧體的組成物質是什么？）感溫鐵氧體的組成物質是什么？（3）感溫鐵氧體有何特點？）感溫鐵氧體有何特點？（4）什么是）什么是“居里點居里點”？一、溫度傳感器的應用一、溫度傳感器的應用-電飯鍋電飯鍋1 1、感溫鐵氧體的特點：常溫下具有、感溫鐵氧體的特點：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約度上升到約1031030 0C C時，就失去了鐵時，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。注意：磁性，不能被磁體吸引了

2、。注意：這個溫度在物理學中稱為該材料的這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里溫度居里溫度”或或“居里點居里點”。思考：思考： 溫度升高到一定數值時，感溫鐵氧體的磁性消失，溫度升高到一定數值時，感溫鐵氧體的磁性消失， 感溫鐵氧體與磁鐵分離。感溫鐵氧體與磁鐵分離。2 2、電飯鍋的原理、電飯鍋的原理（1 1）開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁）開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)?；謴偷綀D示狀態(tài)。（2 2）水沸騰后，鍋內大致保持）水沸騰后，鍋內大致保持100100不變。不變。（3 3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升

3、）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至高，當溫度升至“居里點居里點103”103”時，感溫時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱加熱（4 4）如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內保）如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內保持持100100不變，溫度低于不變，溫度低于“居里點居里點103”103”，電飯鍋不能自動斷電。只有水燒干后，溫電飯鍋不能自動斷電。只有水燒干后，溫度升高到度升高到103103才能自動斷電。才能自動斷電。思考并回答教材思考并回答教材“思考與討論思考與討論”中

4、的問題，了解電飯鍋的中的問題，了解電飯鍋的工作原理工作原理(1).開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕？手松開后這個按開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕？手松開后這個按 鈕是否恢復到圖示的狀態(tài)？為什么？鈕是否恢復到圖示的狀態(tài)？為什么？(2).煮飯時水沸騰后鍋內是否回大致保持一定的溫度？為煮飯時水沸騰后鍋內是否回大致保持一定的溫度？為 什么？什么？(3).飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化 ？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？(4).如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？

5、: 在 抗 擊在 抗 擊非典非典SARS的的過程中，過程中，許多公共許多公共場合都使場合都使用了非接用了非接觸式紅外觸式紅外測溫儀測溫儀測溫速度小于測溫速度小于0.5 s，分辨力達到，分辨力達到0.l 閱讀教材，思考并回答有關問題：閱讀教材，思考并回答有關問題：(1).溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點？溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點？(2).常見的測溫元件有哪些？常見的測溫元件有哪些？ 可以遠距離讀取溫度的數值因可以遠距離讀取溫度的數值因為溫度信號變成電信號后可以遠為溫度信號變成電信號后可以遠距離傳輸距離傳輸熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等偶及紅外線敏感元件等閱讀課本

6、閱讀課本p61 回答回答v1、機械式鼠標器的組成、機械式鼠標器的組成v2、機械式鼠標器的工作原理、機械式鼠標器的工作原理滾球、滾軸與碼盤、滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外紅外發(fā)射管與紅外接收管接收管 2 2、工作原理：當鼠標在桌面上滾動時，滾球的運動通過滾軸帶動兩個碼盤、工作原理：當鼠標在桌面上滾動時，滾球的運動通過滾軸帶動兩個碼盤轉動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應的電脈沖信號。計轉動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應的電脈沖信號。計算機分別統(tǒng)計算機分別統(tǒng)計X X、y y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產生相兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產生相應

7、的位移。應的位移。 閱讀：閱讀：P61 回答回答 利用煙霧對光的散利用煙霧對光的散射來工作的火災報射來工作的火災報警器為例，簡述其警器為例，簡述其工作原理工作原理 2 2、工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光、工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光電三極管收不到電三極管收不到LEDLED發(fā)出的光，呈現高發(fā)出的光，呈現高電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，產生大量煙電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，產生大量煙霧，煙霧進入罩內后對光有散射作用，霧，煙霧進入罩內后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電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出這阻變小。與傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報。

8、種變化，就會發(fā)出警報。小小 結結1 1、溫度傳感器、溫度傳感器 的應用的應用（1 1）電飯鍋）電飯鍋（2 2）測溫）測溫儀儀2 2、光傳感、光傳感器器 的應用的應用（1 1）鼠標器）鼠標器（2 2）火災報警器）火災報警器1、下列器件是應用光傳感器的是、下列器件是應用光傳感器的是 （ ）A鼠標器鼠標器B火災報警器火災報警器C測溫儀測溫儀 D電子電子稱稱例題分析例題分析2 2、如圖所示，電源兩端的電壓恒定，、如圖所示，電源兩端的電壓恒定，I I為小燈泡，為小燈泡，R R為為光敏電阻，光敏電阻，D D為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)光越強），且為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)光越強），且R R與與D D距離不變

9、，下列說法中正確的是（距離不變，下列說法中正確的是（ ）（A A）當滑動觸頭向左移動時，）當滑動觸頭向左移動時，L L消耗的功率增大消耗的功率增大 （B B）當滑動觸頭向左移動時，）當滑動觸頭向左移動時，L L消耗的功率減小消耗的功率減小（C C）當滑動觸頭向右移動時，）當滑動觸頭向右移動時，L L消耗的功率可能不變消耗的功率可能不變（D D）無論怎樣移動滑動觸頭，）無論怎樣移動滑動觸頭，L L消耗的功率不變消耗的功率不變3、如圖所示是電飯煲的電路圖，、如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關，手是一個控溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點（動閉合后，當此開關溫度達到居里點（103）

10、時，會自）時，會自動斷開。動斷開。S2是一個自動控溫開關，當溫度低于是一個自動控溫開關，當溫度低于70時會自時會自動閉合；溫度高于動閉合；溫度高于80時，會自動斷開。紅燈是加熱時的時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1R2500，計算加熱電阻絲，計算加熱電阻絲R350，兩燈電阻不計。兩燈電阻不計。（1）分析電飯煲的工作原理。）分析電飯煲的工作原理。（2）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比。（3）簡要回答，如果不閉合開關）簡要回答，如果不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？，能將飯煮

11、熟嗎？溫度傳感器的應用溫度傳感器的應用【例【例1 1】如圖甲為在溫度為】如圖甲為在溫度為1010左右的環(huán)境中工作左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內的電阻的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內的電阻R R1 1=20 20 kk，R R2 2=10 k10 k，R R3 3=40 k40 k，R Rt t為熱敏電阻，為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當 a a、b b端電壓端電壓 U Uabab000時，電壓鑒別器使時，電壓鑒別器使 S S斷開，停止加熱，斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在恒溫箱內的溫度恒定在_ 35解：設電路兩端電壓為為解：設電

12、路兩端電壓為為U U，當，當U Uabab=0=0時，時， 有有解得解得R Rt t=20 k20 k由圖乙可知，當由圖乙可知，當R Rt t=20 k20 k時，時，t=t=353533121RRRURRRUt光傳感器的應用光傳感器的應用【例【例2 2】如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測】如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖。量車速和行程的裝置示意圖。A A為光源，為光源，B B為光電為光電接收器，接收器，A A、B B均固定在車身上，均固定在車身上，C C為小車的車輪，為小車的車輪，D D為與為與C C同軸相連的齒輪。車輪轉動時，同軸相連的齒輪。車輪轉動時，A A

13、發(fā)出的發(fā)出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被被B B接收并轉換成電信號，由電子電路記錄和顯接收并轉換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內脈沖數為示。若實驗顯示單位時間內脈沖數為n n，累計脈，累計脈沖數為沖數為NN，則要測出小車的速度和行程還必須測，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量和數據是量的物理量和數據是 ，小車速，小車速度的表達式為度的表達式為v v= = ；行程的表達式為；行程的表達式為= = 。 車輪的半徑車輪的半徑R R和齒輪和齒輪P PPRn2PRN2 光束原來是連續(xù)的，是轉動的齒輪使光束變?yōu)楣馐瓉硎沁B續(xù)的，是轉動的齒輪使光束變?yōu)槊}沖，因此脈沖情況必定與齒輪（或車輪）的轉脈沖，因此脈沖情況必定與齒輪（或車輪）的轉動有關，也就與速度和行程有關。動有關，也就與速度和行程有關。 根據速度的意義和車正常行駛的情況，應有根據速度的意義和車正常行駛的情況，應有v=2R fv=2R f，其中，其中R R為車輪的半徑，為車輪的半徑，f f為單位時間內為單位時間內車輪轉過的圈數；若車輪的齒數為車輪轉過的圈數；若車輪的齒數為P P，則轉一圈應，則轉一圈應有有P P個脈沖被個脈沖被