傳感器的應(yīng)用實(shí)例一

1、X6.2 傳感器的應(yīng)用實(shí)例（一）班級(jí)姓名學(xué)號(hào)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道傳感器應(yīng)用的一般模式.2、理解電子秤的原理-力傳感器的應(yīng)用.3、理解話筒的原理-聲傳感器的應(yīng)用.4、理解電熨斗的原理-溫度傳感器的應(yīng)用.5、會(huì)設(shè)計(jì)簡單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路.自主學(xué)習(xí)：一、力傳感器的應(yīng)用-電子秤1 .電子秤理有片、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器微處理器和數(shù)字顯示器等器件.電阻應(yīng)變片受到力的作用時(shí)，它的會(huì)發(fā)生變化，把應(yīng)變片放在合適的電路中他能夠把物體這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量，因而電子秤是的應(yīng)用.2 .工作原理：如圖 6-2-1 所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，在梁的自由端施力 F,則梁發(fā)

2、生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻，下表面應(yīng)變片的電阻變小.F 越大，彎曲形變,應(yīng)變片的阻值變化就越大.如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定，那末上面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下面應(yīng)變片兩端的電壓變小.傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出.外力越大，輸出的電壓差值也就，二、聲傳感器的應(yīng)用-話筒1、話筒是一種常用的,其作用是把轉(zhuǎn)換成,等幾種.2、電容式話筒：原理：是絕緣支架，薄金屬膜和固定電極形成一個(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)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻 R 兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓.3.駐極體話筒：它的特點(diǎn)是,.其工作原理同電容式 t 筒，只是其內(nèi)

3、部感受聲波的是.三、溫度傳感器的應(yīng)用-電熨斗1 .在電熨斗中，裝有雙金屬片溫度傳感器，其作用是，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，雙金屬片的不同，從而能控制電路的通斷2.電熨斗的自動(dòng)控溫原理：常溫下，上、下觸點(diǎn)是接觸的，但溫度過高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹，下部金屬膨脹，則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱.溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電源，從而保持溫度不變.話筒分為典型例題：例 1:用如圖 6-2-2 所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)有力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為

4、 2.0kg 的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器 a、b 上其壓力大小可以直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出定在汽車上,傳感器 b 在前,a 在后.汽車靜止時(shí)， 傳感器 a、 b 的示數(shù)均為 10N(取g=10m/s2)(1)若傳感器 a 示數(shù)為 14N,b 的示數(shù)為 6.0N,求此時(shí)汽車的加速度和方向？(2)當(dāng)汽車一怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器 a 的示數(shù)為零？例 2:設(shè)計(jì)制作一個(gè)溫度自動(dòng)控制裝置(溫控報(bào)警器):自己設(shè)計(jì)一個(gè)有熱敏電阻作為傳感器的簡單自動(dòng)控制試驗(yàn).在圖 6-2-4 中畫出設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行連接針對(duì)訓(xùn)練：1、電子秤使用的是A.超聲波傳感器 B 溫度傳感器 C 壓力傳

5、感器 D 紅外線傳感器2、關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是A.應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大，反之變小C.傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D.外力越大，輸出的電壓差值也越大3、下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是A.電熨斗 B 話筒 C 電飯鍋 D 測(cè)溫儀4、電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好，其工作原理如圖是薄金屬膜和固定電極 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)生變化，電路中形成變化的電流，當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中有,現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固傳感臥A.電容變大 B.電容變小Z50VC.導(dǎo)線 AB 中有向左的電流 D.導(dǎo)線 AB 中有向右的電流5.

6、計(jì)算機(jī)鍵盤是由兩片金屬切片組成的小電容器,該電容器的電容可用公式 C=S/d 計(jì)算,式中=9X1012,S 為金屬片的正對(duì)面積,d 表示兩金屬片間距.當(dāng)鍵被按下時(shí)，此電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)出那個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào).設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為 50mm 鍵未按下時(shí)的金屬片間距為 0.6mm.如果電容變化 0.25pF,電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，則鍵至少需要被按下（）A、0.15mmB、0.25mmC、0.35mmD、0.45mm 能力訓(xùn)練：1.唱卡拉 O 即的 t 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

7、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)2 .圖 6-2-8 中電容式話筒右測(cè)固定不動(dòng)的金屬板 b 與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的渡上金屬層的振動(dòng)膜 a 構(gòu)成一個(gè)電容器，a、b 分別通過導(dǎo)線與恒定電容式話筒電源兩極相接。聲源 s 做位移 X=Asin（200 兀 t）的振動(dòng)，則有（）4bA. a 振動(dòng)過程中 a、b 板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變聲調(diào)工）B. a 振動(dòng)過程中話筒會(huì)產(chǎn)生電磁波C.導(dǎo)線

8、ac 的電流的頻率為 1000Hz電源D.a 向右位移最大時(shí) a、b 板形成的電流最大c13 .如圖629是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面渡有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓 U,人對(duì)著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電4 .如圖 6-2-12 是電熨斗溫度自動(dòng)控制裝置.（1）常溫時(shí)，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是分離，還是接觸？（2）雙金屬片溫度升高時(shí)，那一層形變大？（3）假設(shè)原來溫度上升到 800C 時(shí)，斷開電源，現(xiàn)在要求旋鈕？電源容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在的電路中的其他量發(fā)生變化,信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化電信號(hào),

9、極板間的（）A.距離變化C.介質(zhì)變化其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容兩使聲音振動(dòng)膜 7BD.正對(duì)面積變化電壓變化600C 時(shí)斷開電源，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)調(diào)溫調(diào)溫鹿田II韁S支架金屋板金屋層雙金星片5 .某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力.(比例系數(shù)為 k)如圖 6-2-13(a)所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為 0,而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器，質(zhì)量為 no的祛碼，電壓表，滑動(dòng)變阻器，干電池各一個(gè)，電鍵及到縣若干，待測(cè)物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上).請(qǐng)完成對(duì)該物

10、體質(zhì)量的測(cè)量.(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在圖中畫處完整的測(cè)量電路圖.(2)簡要說明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù) K,并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量 m.受壓面I輸出-：+用電轉(zhuǎn)換器學(xué)后反思:輸入?yún)⒖即鸢傅湫屠}：例1。解析：(1)如圖 6-2-14 所示左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力F1=14N,右側(cè)彈簧對(duì)滑塊的向左的推力F2=6.ON,滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1,由牛頓第二定律得：FiF2=ma1,所以ai=4m/s”。同方向，(向右)FaR圖 6-2-14(2)傳感器 a 的讀數(shù)恰為零,即左側(cè)彈簧的彈力 Fi1=0,所以右測(cè)彈簧的彈力變?yōu)?F21=20N,由

11、牛頓第二定律有：F21=ma,所以 a2=10m/s2.方向向左.例 2:解析：話筒的工彳原理是，聲波迫使金屬線圈在磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流.正確，錄音時(shí)，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，正確，磁帶在放音時(shí)通過變化的磁場(chǎng)使放音磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚(yáng)聲器中，正確答案：C例 3:解析：將由熱敏電阻為主要元件的溫控電路接入左側(cè)接線柱，報(bào)警器接右側(cè)接線柱.針對(duì)訓(xùn)練：1.C2.BD3.B4.AC5D6D能力訓(xùn)練:1.B2.夾角變化，引起電容器電容的變化，若電容器時(shí)終與電源相接，電壓不變，電容變化時(shí)電容器就會(huì)充電或放電，形成充電或放電電流.3.BD4.A5.2葉/AV6.R/37.(1).常溫時(shí)，上下觸點(diǎn)接觸，使電