第13章 2傳感器應(yīng)用2

一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤二、聲傳感器的應(yīng)用——話筒

三、溫度傳感器的應(yīng)用——

1.電熨斗;2.電飯鍋力傳感器是把力信號轉(zhuǎn)換成電信號；聲傳感器是把聲信號轉(zhuǎn)換為電信號;溫度傳感器常用做自動控制開關(guān)．復(fù)習(xí):6.2傳感器的應(yīng)用四、光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報警器測物體的質(zhì)量EPASBR0APASBR0VEPASBR0VE例.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件是加速度計。加速度計的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為S，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）A.方向向左，大小為1kS/mB．方向向右，大小為1kS/mC．方向向左，大小為2kS/mD.方向向右，大小為2kS/mD課堂練習(xí)U=mU0a/2kL∝a思考：若圖中穩(wěn)壓電源為U0，變阻器總長為L，試寫出U與a的函數(shù)關(guān)系式。例.若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運動時，與滑塊連接的滑動片P產(chǎn)生位移，此時可輸出一個電信號U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運動狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a的函數(shù)關(guān)系式。01010UPU0解：a=2kS/m∴S=ma/2kU=U0Rx/R=U0S/L=maU0/2kL=mU0a/2kL∝a例、演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿p，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是()A.物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B.物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C.物體M不動時，電路中沒有電流D.物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)B課堂練習(xí)加速度計如圖所示為一個加速度傳感器，質(zhì)量為m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，兩個電池E的電壓相同，電壓表指針的零點調(diào)在中央，當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。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點電勢高于P，電壓表指針向零點左側(cè)偏；且加速度越大，偏轉(zhuǎn)越大。恒溫箱如圖所示，用圖甲的熱敏電阻與繼電器組成圖乙所示的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈電阻為150Ω，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。繼電器供電的電池E=6V，內(nèi)阻可不計。圖中的電源為恒溫箱加熱器的電源。則：1）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端？2）要使箱內(nèi)溫度保持1000C，可變電阻R’的值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？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100Ω磁傳感器1、利用線性霍爾元件，測量電流的大?。?、利用開關(guān)型霍爾元件，測量物體的轉(zhuǎn)速：1、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)變片常用半導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時，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ABD課堂練習(xí)4、如圖甲為在溫度為100C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R1=20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，Rt為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab>0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_________0C．35課堂練習(xí)5、如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關(guān),手動閉合,當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(1030C)時會自動斷開,S2是一個自動溫控開關(guān),當(dāng)溫度低于約700C時會自動閉合,溫度高于800C時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈,黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈,限流電阻R1=R2=500Ω,加熱電阻絲R3=50Ω,兩燈電阻不計．(1)根據(jù)電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過程(包括加熱和保溫過程)．(2)簡要回答,如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲能將飯煮熟嗎?(3)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比.

不能課堂練習(xí)12:16、圖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。A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，A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，被B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n，累計脈沖數(shù)為N，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________________小車速度的表達(dá)式為v=_____；行程的表達(dá)式為=

。車輪的半徑R和齒輪P課堂練習(xí)光控開關(guān)的工作原理1、白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；2、當(dāng)天色暗到一定程度，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個值（如1.6V），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了）。目的：使路燈天明熄滅，天暗自動開啟非門電磁繼電器的工作原理當(dāng)線圈A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路。控制電路的工作原理1、天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；2、天較暗時，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動開啟；3、天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低，降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再有電流，則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，路燈熄滅。思考與討論1、要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個值（如1.6V），就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。2、用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路。溫度報警器的工作原理1、常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；2、當(dāng)溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，Rl的阻值不同，則報警溫度不同。怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？應(yīng)減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高．思考與討論課堂練習(xí)1、現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖所示，試設(shè)計一個溫控電路。要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，畫出電路圖說明工作過程。工作過程：閉合S當(dāng)溫度低于設(shè)計值時熱敏電阻阻值大，通