傳感器的應(yīng)用

1、傳感器的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)了解傳感器應(yīng)用的一般模式感受傳感技術(shù)給人類生活帶來的便利，拓展學(xué)生的設(shè)計思路了解光敏元件的工作特性，及其在火災(zāi)報警器中的應(yīng)用了解溫度傳感器在電熨斗、電飯鍋上的應(yīng)用了解力傳感器在電子秤上的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)前情回憶什么是傳感器？傳感器的作用是什么？傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實現(xiàn)很方便地測量、傳輸、處理和控制傳感器輸出的電信號相當(dāng)微弱，難以帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)去實現(xiàn)

2、控制動作因此要把這個電信號放大輸出的信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送時，為了抵御外界干擾，必須先將信號轉(zhuǎn)換為其他的電信號傳感器應(yīng)用的一般模式傳感器放大轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示器指針式電表數(shù)字屏計算機(jī)系統(tǒng)在超市里，當(dāng)我們購置水果時，售貨員把水果放到外表平整的電子秤上，電子秤即可顯示所購水果的質(zhì)量及應(yīng)付的錢數(shù)，這是為什么？我們站在外表平整的體重計上，體重計即可顯示體重，這是為什么？體重計貨車開停在地磅上，顯示屏即可顯示貨車是否超重，這是為什么？進(jìn)一步理解傳感器的概念理解電容式位移傳感器理解地磅的工作原理理解加速度計的原理位移和壓力傳感器力傳感器的應(yīng)用電子秤電子秤使用的測力裝置：力傳感器常見的一種力傳感器：應(yīng)變式力傳

3、感器應(yīng)變片金屬梁應(yīng)變片是一種敏感元件，多用半導(dǎo)體材料制成力傳感器的應(yīng)用電子秤力傳感器的工作原理：兩個應(yīng)變片的形變引起電阻變化，致使兩個應(yīng)變片的電壓差變化，力F越大，電壓差就越大。形變電壓金屬架固定力電傳感器：主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號位移、速度、加速度等轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號電壓、電流等的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動系統(tǒng)等力傳感器其他的力傳感器電子秤下面是測物體質(zhì)量的另外一種方法，你能簡述它的原理嗎？形變電壓某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計，如下圖。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著：R

4、為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。這個裝置實際上是一個加速度傳感器。兩個電池E的電壓相同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)在中央，當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。問題與練習(xí)你認(rèn)為他的設(shè)計在原理上可行嗎？將框架固定在運(yùn)動的物體上，當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？1、滑動片4指在變阻器正中央時，P、Q等勢，電壓表指在中央零刻度；2、如圖滑動片4向左端滑動，左端電阻小，電流流過時電勢降落小，故Q點(diǎn)電勢高于P，電壓表指針向零點(diǎn)左側(cè)偏；且加速度越大，偏轉(zhuǎn)越大。問題與練習(xí)電熨斗在到達(dá)設(shè)定的溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時

5、又會繼續(xù)加熱，使它總與設(shè)定的溫度相差不多。電熨斗能進(jìn)行這樣的控制，靠的是什么呢？了解雙金屬片溫度傳感器了解感溫鐵氧體溫度傳感器電熨斗和電飯鍋的溫度傳感器演示實驗溫度傳感器的應(yīng)用日光燈啟動器中的雙金屬片火焰靠近gif火焰遠(yuǎn)離gif火焰靠近時，雙金屬片的形狀發(fā)生變化，與金屬絲接觸火焰遠(yuǎn)離時，雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀，兩個觸點(diǎn)別離雙金屬片溫度傳感器的原理是什么，其作用是什么？雙金屬片溫度傳感器原理:熱脹冷縮常溫下兩觸點(diǎn)別離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點(diǎn)接觸。作用：控制電路的通斷電燙斗的構(gòu)造：溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗上層金屬片的熱膨脹系數(shù)大于下層的金屬片常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是

6、接觸的還是別離的？當(dāng)溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗溫度過高時，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，那么雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)別離，從而切斷電源，停止加熱溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動控制溫度的作用溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性鋼片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，到達(dá)控制在不同溫度的目的。如下圖，圖甲為熱敏電阻的R-t

7、圖象，圖乙為用熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為150。當(dāng)線圈中的電池大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=6V，內(nèi)阻可以不計。圖中的“電源是恒溫箱加熱器的電源。1應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端還是C、D端？2如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100C，可變電阻R的值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？問題與練習(xí)1加熱器應(yīng)接在A、B端，析：溫度超過后，R電阻減小，線圈電流增大，銜鐵被吸合，與C、D接通，A、B斷開，加熱器停止加熱。2可變電阻為100問題與練習(xí)電飯鍋中也應(yīng)用了溫度傳感器電飯鍋中的溫度傳感器：主要元件是感溫鐵氧體溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋電飯

8、鍋的結(jié)構(gòu)：溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋電飯鍋的工作原理：溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋1、開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，利用感磁體常溫下的鐵磁性，可使永磁體與感溫磁體將相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，即觸點(diǎn)連通。2、水沸騰后，鍋內(nèi)保持100不變，故感溫磁體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)103時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)別離，切斷電源，從而停止加熱。當(dāng)溫度降低后，再次感溫磁體與永磁體相吸，繼續(xù)加熱仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)大致保持100不變生活中能用電飯鍋燒開水嗎？電飯鍋原理的反思如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100C不變，溫度低于“

9、居里點(diǎn)103C，電飯鍋不能自動斷電，只有水燒干后，溫度升高到大約103C時才能自動斷電。許多會議室和賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報警器火災(zāi)報警器是如何工作的呢？了解鼠標(biāo)定位原理了解火災(zāi)報警器原理光傳感器的應(yīng)用天花板上的火災(zāi)報警器：一般是利用煙霧對光的散射來工作的光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管(特性：強(qiáng)光下電阻將變小)和不透明的擋板。平時，因擋板的作用，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，電阻較大；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，由于煙霧對光的散射，使局部光線照射到光電三極管上，導(dǎo)致其電阻變小。與之相連的電路檢測到這種變化，就會發(fā)出警報。結(jié)構(gòu)和原理光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報警器機(jī)械

10、鼠標(biāo)器的構(gòu)造光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管機(jī)械鼠標(biāo)器的工作原理當(dāng)鼠標(biāo)在桌面上滾動時，滾球的運(yùn)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)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號。計算機(jī)分別統(tǒng)計x、y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器光電傳感器：光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管光敏電阻利用阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原理制成的。如自動沖水機(jī)、路燈的控制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理光傳感器問題與練習(xí)許多樓道燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟；而在白天，即使有聲音它

11、也沒有反響。1它的控制電路中接入了哪幾種傳感器？2從這幾種傳感器來的信號，通過一個門電路后，進(jìn)入執(zhí)行電路。應(yīng)該使用哪種門電路？1同時使用兩種傳感器：聲傳感器(微型駐極體話筒)和光傳感器(光敏電阻)2采用的邏輯電路是與門問題與練習(xí)當(dāng)前大量使用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路制在一起的磁傳感器，它有以下兩種。1一種是“線性的。它將霍爾元件和放大器集成在一個芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比地連續(xù)變化。請你提出一種方案，利用它來測量電流的大小。2另一種是“開關(guān)型的，當(dāng)磁場強(qiáng)到一定程度時它才會輸出高電平，而在磁場弱到一定程度時輸出低電平或者相反，也就是說，它只能在高、低電平之間躍變。請你提出

12、一種方案，利用它來測量物體的轉(zhuǎn)速。問題與練習(xí)1設(shè)計方案如下圖。在C形軟鐵芯1上繞制線圈2，霍爾傳感器3置入鐵芯的間隙中，并與數(shù)字毫伏表4相連。線圈2中通入的待測電流I越強(qiáng)，鐵芯間隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越大，那么傳感器輸出的電壓也越大。2設(shè)計方案如下圖。轉(zhuǎn)動物體1的邊緣上嵌入一個永磁體2，霍爾傳感器3固定在近旁，并與計數(shù)電路和顯示屏4相連。物體每轉(zhuǎn)動1周，傳感器就輸出1個電壓脈沖，計數(shù)器顯示的數(shù)字就增加1.配合秒表測出物體在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)動的周數(shù)n，就可以計算出轉(zhuǎn)速總結(jié)傳感器的應(yīng)用力傳感器的應(yīng)用_力傳感器是把_轉(zhuǎn)換成_溫度傳感器的應(yīng)用_光傳感器的應(yīng)用_溫度傳感器常用做_這種火災(zāi)報警器是利用_來工作電子秤力信號電熨斗，電飯鍋?zhàn)詣涌刂崎_關(guān)火災(zāi)報警器煙霧對光的散射電信號話筒是一種常用的聲傳感器理解動圈式話筒的原理理解電容式話筒的原理理解電容式觸摸屏的原理聲音傳感器和觸摸屏動圈式話筒：工作原理:電磁感應(yīng)膜片在聲波下振