物理新課標(biāo)人教版(選修32)+6.2+傳感器的應(yīng)用1+課件(共26張PPT)

1、復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1、傳感器、傳感器非電學(xué)量非電學(xué)量敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量電學(xué)量 傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知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)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、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。電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。 2、原理、原理 ：3 3、敏感元件、敏感元件: :2 2、傳感器的應(yīng)用、傳感器的應(yīng)用( (一一) )2 2、傳感器的應(yīng)用、傳感器的應(yīng)用( (一一) )光敏電阻光照光照放大器MN N被控電路1、光控繼電器

2、的工作原理是(1)當(dāng)照射光敏電阻時(shí)，光敏電阻的阻值 （變大或變?。?、當(dāng)光照射光敏電阻時(shí)，被控電路 （填“接通”或“斷開”）光控設(shè)備光控設(shè)備電源變小接通傳感器傳感器傳感器應(yīng)用的一般模式傳感器應(yīng)用的一般模式第第2 2節(jié)節(jié) 傳感器的應(yīng)用（一）傳感器的應(yīng)用（一）傳傳感感器器放大放大轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 電路電路執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)顯示器顯示器 （指針式電（指針式電表表 數(shù)字屏）數(shù)字屏）計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)思考思考:1、應(yīng)變式力傳感器的組成部分？、應(yīng)變式力傳感器的組成部分？2、應(yīng)變式傳感器的原理？、應(yīng)變式傳感器的原理？閱讀：閱讀： P61 應(yīng)變片發(fā)生形變時(shí)其電阻隨之發(fā)生變化，應(yīng)變片發(fā)生形變時(shí)其電阻隨之發(fā)生變化，在恒定

3、電流下，應(yīng)變片是把形變（幾何量）在恒定電流下，應(yīng)變片是把形變（幾何量）轉(zhuǎn)換為電壓（電學(xué)量）的元件。轉(zhuǎn)換為電壓（電學(xué)量）的元件。金屬梁金屬梁U U1 1U U2 2數(shù)顯電子秤電路原理如圖所示數(shù)顯電子秤電路原理如圖所示 提問：話筒的作用是什么？提問：話筒的作用是什么？把聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)把聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)閱讀：閱讀：P62 （1）說明動(dòng)圈式話）說明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作筒的工作原理和工作過程。過程。（2）說明電容式話）說明電容式話筒的工作原理和工作筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)過程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么？點(diǎn)是什么？（3）駐極體話筒的）駐極體話筒的工作原理是什么？有工作原理是什么？有何優(yōu)

4、點(diǎn)？何優(yōu)點(diǎn)？ 膜片在聲波下振動(dòng)，使得與膜片相連的膜片在聲波下振動(dòng)，使得與膜片相連的線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電流。線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電流。1、動(dòng)圈式話筒：、動(dòng)圈式話筒：音圈音圈金屬膜片金屬膜片永久永久磁鐵磁鐵例題：（例題：（2003上海試題）唱卡拉上海試題）唱卡拉OK用的話筒，用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，它的內(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，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲金屬線圈，線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)椴ㄊ鼓て昂笳駝?dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、電信號(hào)。下列說法正確的是電信號(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)膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)2、電容式話筒：原理：原理：Q是絕緣支是絕緣支架，薄金屬膜架，薄金屬膜M 和固和固定電極定電極N 形成一個(gè)電形成一個(gè)電容器，被直流電源充容器，被直流電源充電。當(dāng)聲波使膜片振電。當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生了變動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生了變化，電路中形成變化化，電路中形

6、成變化的電流，于是電阻兩的電流，于是電阻兩端就輸出了與聲音變端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓化規(guī)律相同的電壓優(yōu)點(diǎn)：保真度好優(yōu)點(diǎn)：保真度好絕緣絕緣支架支架薄金薄金屬膜屬膜固定固定電極電極3 3、駐極體話筒、駐極體話筒：它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波，其工作原理它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波，其工作原理與電容式話筒類似，但是工作的電壓只須與電容式話筒類似，但是工作的電壓只須 3 36 V6 V，特點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，靈敏度高，特點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，靈敏度高，常用在盒式錄音機(jī)、聲控玩具等便宜的家電上常用在盒式錄音機(jī)、聲控玩具等便宜的家電上駐極體駐極體背極背極塑料塑料膜膜空隙空隙

7、較弱的聲音擴(kuò)音器揚(yáng)聲器宏音 說明書說明書 溫度旋鈕溫度旋鈕 : 可根據(jù)不可根據(jù)不同衣料隨意調(diào)校合適同衣料隨意調(diào)校合適的溫度的溫度 飛利浦飛利浦 GC1115 基本型號(hào)電熨斗基本型號(hào)電熨斗閱讀P63雙金屬片溫度傳感器雙金屬片溫度傳感器： 原理原理:熱脹冷縮原理熱脹冷縮原理常溫下兩觸點(diǎn)分離。溫度升高，兩常溫下兩觸點(diǎn)分離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀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。發(fā)生變化，使觸點(diǎn)接觸。復(fù)習(xí):溫度傳感器制作材料、應(yīng)用。 思考與討論：思考與討論：常溫下兩觸點(diǎn)是接觸還是分離？溫度過常溫下兩觸點(diǎn)是接觸還是分離？溫度過高時(shí)雙金屬片將怎樣作用？高時(shí)雙金屬片

8、將怎樣作用？如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電燙斗的如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電燙斗的工作溫度？工作溫度？電燙斗的構(gòu)造電燙斗的構(gòu)造調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性銅片升降，從而改性銅片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制不同溫度的達(dá)到控制不同溫度的目的。目的。思考與討論：思考與討論：1 1、為什么溫度較高時(shí)壓縮機(jī)自動(dòng)工作，達(dá)到設(shè)定低溫、為什么溫度較高時(shí)壓縮機(jī)自動(dòng)工作，達(dá)到設(shè)定低溫后就自動(dòng)停止工作？后就自動(dòng)停止工作？2 2、凸輪為什么可以改變?cè)O(shè)定的溫度？、凸輪為什么可以改變?cè)O(shè)定的溫度？氯甲烷及它的蒸氣氯甲烷及它的蒸氣思考與討論：思考與討論：

9、1 1、應(yīng)該把恒溫箱中的加熱器接在、應(yīng)該把恒溫箱中的加熱器接在 A A、B B 還是還是 C C、D D 之之間呢？間呢？2 2、要使箱內(nèi)溫度保持、要使箱內(nèi)溫度保持100100，可變電阻，可變電阻RR值應(yīng)調(diào)節(jié)多值應(yīng)調(diào)節(jié)多大？大？測(cè)測(cè) 位位 移移 例題例題：（：（2003上海考題）上?？碱}）演示位移傳感器的工作演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿變阻器的金屬滑桿p，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法

10、正確的是說法正確的是 ( )A. 物體物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B. 物體物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C. 物體物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒有電流不動(dòng)時(shí)，電路中沒有電流D. 物體物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒有示數(shù)不動(dòng)時(shí)，電壓表沒有示數(shù)B 例例1. 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向按裝的固定光滑理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為桿上套一個(gè)

11、質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度。滑塊上有指連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)針，可通過標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。進(jìn)行制導(dǎo)。1.設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離針向左偏離O點(diǎn)的距離為點(diǎn)的距離為S，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度速度 （ ） A. 方向向左，大小為方向向左，大小為 k S/m B方向向右，

12、大小為方向向右，大小為 k S/m C方向向左，大小為方向向左，大小為 2k S/m D. 方向向右，大小為方向向右，大小為 2k S/mD01010UP2. 若電位器（可變電阻）總長(zhǎng)度為若電位器（可變電阻）總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，其電阻均勻，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移，此時(shí)可產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)輸出一個(gè)電信號(hào)U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出U與與a 的函數(shù)

13、的函數(shù)關(guān)系式。關(guān)系式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa 電容器的電容電容器的電容C決定于極板的正對(duì)面積決定于極板的正對(duì)面積S、極板間距離極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素。如果某一物理量（如角度、位移、深素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，則通過測(cè)定電容器從而引起電容的變化，則通過測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。這種作用的電容器稱為電容式傳感器。5.電容式傳感器電容式傳感器 定片定片甲甲金屬芯線金屬芯線電介質(zhì)電介質(zhì)導(dǎo)電液體導(dǎo)電液體乙乙h固定電極固定電極可動(dòng)電極可動(dòng)電極F丙丙極板極板電介質(zhì)電介質(zhì)丁丁x 來自來自BBC的報(bào)道，日本大阪大學(xué)科學(xué)家的報(bào)道，日本大阪大學(xué)科學(xué)家Hiroshi Ishiguru教授日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌教授日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌的機(jī)器人的機(jī)器人“ Repliee Q1”?！八蹦苷Ｑ?，說話，能眨眼，說話，做手勢(shì)，甚至呼吸！皮膚則由類