新人教版高中物理精品：63 傳感器的應用ppt課件

1、6.3 傳感器的應用二）傳感器的應用二）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1030C1030C時，就失去了鐵時，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。留意：磁性，不能被磁體吸引了。留意：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“居里溫度或居里溫度或“居里點居里點”。思索：思索： 溫度升高到一定數(shù)值時，感溫鐵氧體的磁性消失，溫度升高到一定數(shù)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。取一

2、塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一塊小的永磁吸在一起。用功率較大取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一塊小的永磁吸在一起。用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時間后會發(fā)生什么現(xiàn)象的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時間后會發(fā)生什么現(xiàn)象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(guān)按鈕，永磁開始煮飯時，用手壓下開關(guān)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(nèi)大致保持水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100100不變。不變。（3 3飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當

3、溫度升至高，當溫度升至“居里點居里點103103”時，感溫磁時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱熱（4 4如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持持100100不變，溫度低于不變，溫度低于“居里點居里點103103”，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。二、溫度傳感器的應用二、溫度傳感器的應用-測溫儀測溫儀閱讀教材，思考并回答下列問題：閱讀教材，思考并回答

4、下列問題：（1 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？ 可以遠距離讀取溫度的數(shù)值因為溫度可以遠距離讀取溫度的數(shù)值因為溫度信號變成電信號后可以遠距離傳輸信號變成電信號后可以遠距離傳輸（2 2常見的測溫元件有哪些？常見的測溫元件有哪些？ 熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等線敏感元件等熱電偶：將兩種不同材料的導體或半導體熱電偶：將兩種不同材料的導體或半導體A A和和B B焊接起來，構(gòu)成焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當導體一個閉合回路，當導體A A和和B B的兩個焊接點的兩個焊接點1 1和和2 2之間存在溫差時，之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生

5、電動勢兩者之間便產(chǎn)生電動勢, ,因而在回路中形成一定大小的電流因而在回路中形成一定大小的電流, ,這種這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的?，F(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。 三、光傳感器的應用三、光傳感器的應用鼠標器鼠標器1 1、機械鼠標器的主要構(gòu)造圖、機械鼠標器的主要構(gòu)造圖2 2、工作原理：當鼠標在桌面上滾動時，滾球的運動、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(zhuǎn)動，紅外接收管就收到斷續(xù)通過滾軸帶動兩個碼盤轉(zhuǎn)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。計算機分別的紅外線脈沖，輸出相應的電脈沖信號。計算機分別統(tǒng)計統(tǒng)計X

6、X、y y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產(chǎn)生相應的位移。光標產(chǎn)生相應的位移。滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管 斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖三、光傳感器的應用三、光傳感器的應用火災報警器火災報警器1 1、結(jié)構(gòu)圖、結(jié)構(gòu)圖2 2、工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光電三極管收不、工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光電三極管收不到到LEDLED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進入罩內(nèi)后對光有散射作用，使產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進入罩內(nèi)

7、后對光有散射作用，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種變化，就會發(fā)出警報。器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報。小小 結(jié)結(jié)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(nèi)的電阻的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R1=20 R1=20 kk，R

8、2=10 kR2=10 k，R3=40 kR3=40 k，RtRt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 Uab0 Uab0Uab0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(nèi)的溫度恒定在恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_ 35解：設電路兩端電壓為為解：設電路兩端電壓為為U U，當，當Uab=0Uab=0時，時， 有有解得解得Rt=20 kRt=20 k由圖乙可知，當由圖乙可知，當Rt=20 kRt=20 k時，時，t=35t=3533121RRRURRRUt光傳感器的應用光傳感器的應

9、用【例【例2 2】如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量】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。車速和行程的裝置示意圖。A A為光源，為光源，B B為光電接為光電接收器，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(zhuǎn)動時，同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，A A發(fā)出的發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被被B B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。接收并轉(zhuǎn)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(nèi)脈沖數(shù)為若實驗顯示單位時

10、間內(nèi)脈沖數(shù)為n n，累計脈沖數(shù)為，累計脈沖數(shù)為NN，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量和數(shù)據(jù)是理量和數(shù)據(jù)是 ，小車速度的表，小車速度的表達式為達式為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(zhuǎn)動的齒輪使光束變?yōu)楣馐瓉硎沁B續(xù)的，是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)脈沖，因此脈沖情況必定與齒輪或車輪的轉(zhuǎn)動有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。動有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。 根據(jù)速度的意義和車正常行駛的情況，應有根據(jù)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(nèi)為單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；若車輪的齒數(shù)為車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；若車輪的齒數(shù)為P P，則轉(zhuǎn)一圈應，則轉(zhuǎn)一圈應有有P P個脈沖被個脈沖被B B接收到，因此有接收到，因此有 代入上式，代入上式， 有有 同樣，根據(jù)行程的意義，應有，其中同樣，