6.2傳感器的應(yīng)用,非電學(xué)量電學(xué)量,1、制作傳感器常用的元件光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件分別能將什么量轉(zhuǎn)化為什么量?,光敏電阻：光照強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為電阻.,熱敏電阻：溫度轉(zhuǎn)化為電阻.,霍爾元件：磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓.,復(fù)習(xí):,轉(zhuǎn)化為,2、力傳感器、聲傳感器、溫度傳感器的作用?,力傳感器:力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào).(形變轉(zhuǎn)化為電壓),聲傳感器:聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào).,溫度傳感器:自動(dòng)控制開關(guān).,復(fù)習(xí):,傳感器應(yīng)用的一般模式,思考、為什么要經(jīng)過放大轉(zhuǎn)換電路？,1）傳感器輸出的信號(hào)相當(dāng)微弱，難以直接帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)控制；,2）輸出的信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，為了抵御外界干擾，必須先將信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他的電信號(hào)。,一、力傳感器的應(yīng)用電子秤,1、電子秤使用的測(cè)力裝置：力傳感器,力傳感器的應(yīng)用電子秤,2、常見的一種力傳感器：,應(yīng)變片是一種敏感元件，多用半導(dǎo)體材料制成,3、力傳感器的工作原理：,兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化，致使兩個(gè)應(yīng)變片的電壓差變化，力F越大，電壓差就越大。,3、應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。,1、電子秤的測(cè)力裝置是力傳感器，它是由一個(gè)金屬梁和兩個(gè)應(yīng)變片一起組成了測(cè)力部分。,2、在金屬梁沒有力的情況下，金屬梁處于水平狀態(tài)，梁的上下應(yīng)變片的長(zhǎng)度沒變且相等，兩應(yīng)變片的電阻大小也相等，當(dāng)給金屬梁施加豎直向下的力時(shí)，金屬梁會(huì)向下彎曲，使得金屬梁上面的應(yīng)變片被拉長(zhǎng)，電阻變大，兩端電壓也變大，而下邊的應(yīng)變片被擠壓收縮，電阻變小，兩端的電壓也減小，使得兩應(yīng)變片兩端電壓值不相等，存在差值，控制電路就通過這個(gè)差值，經(jīng)過放大電路將差值信號(hào)放大，再在顯示器上顯示出數(shù)字，即力F的大小。,二、溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗,原理:熱脹冷縮常溫下兩觸點(diǎn)分離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點(diǎn)接觸。,(1)雙金屬片溫度傳感器,作用：控制電路的通斷,雙金屬片溫度傳感器,思考：雙金屬片溫度傳感器的作用是什么？,實(shí)驗(yàn)研究：報(bào)廢的日光燈的啟動(dòng)器，去掉外殼，在充有氖氣的玻璃泡內(nèi)，可以看到一個(gè)U形的雙金屬片(動(dòng)觸片)，其旁邊有一根直立的金屬絲(靜觸片)。,常溫下兩觸片處于分離，敲碎玻璃泡，用火焰靠近雙金屬片，其形狀發(fā)生變化，并與直立的金屬絲接觸；移走火焰，雙金屬片恢復(fù)原狀，兩者分開。,相當(dāng)于一個(gè)由溫度控制通斷的開關(guān),（2）電熨斗,電燙斗的構(gòu)造：,電熨斗中的雙金屬片工作原理,根據(jù)熱脹冷縮，利用兩種金屬的膨脹性能的不同，常溫下兩觸點(diǎn)接觸，電路連通，電熱絲加熱。升溫后雙金屬片形狀發(fā)生變化，上層比下層膨脹大，雙金屬片向下彎曲，兩觸點(diǎn)處于分離，電路斷開，電熱絲停止加熱。這樣不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度的目的。,常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？,電熨斗中的雙金屬片工作原理,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(shí)現(xiàn)的？,根據(jù)衣物的不同，調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲上下移動(dòng)，帶動(dòng)彈性銅片的升降，從而改變了兩觸點(diǎn)接觸的難易程度，實(shí)現(xiàn)控制溫度不同的目的。,問題提出:1.開始煮飯時(shí)，為什么要壓下開關(guān)按鈕2.電飯鍋燒飯,飯熟后為什么會(huì)自動(dòng)斷開?,（3）電飯鍋,1、電飯鍋中的溫度傳感器：主要元件是感溫鐵氧體,2、感溫鐵氧體是用氧化錳MnO2、氧化鋅ZnO和氧化鐵Fe2O3粉末混合燒結(jié)而成，特點(diǎn)是常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引；升溫后，約達(dá)103(稱為居里溫度或居里點(diǎn))時(shí)，就會(huì)失去磁性，不能被磁體吸引。,3、電飯鍋的結(jié)構(gòu)：,1、開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，利用感磁體常溫下的鐵磁性，可知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，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)大致保持100不變。,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(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，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,電飯鍋中的感溫磁體工作原理,請(qǐng)問生活中能用電飯鍋燒開水嗎？,思考與討論,如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持1000C不變，溫度低于“居里點(diǎn)1030C”，電飯鍋不能自動(dòng)斷電，只有水燒干后，溫度升高到大約1030C時(shí)才能自動(dòng)斷電。,二、溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗,1.光敏電阻-光照越強(qiáng)，電阻越小。（載流子越多，導(dǎo)電性能越好）,實(shí)現(xiàn)了光學(xué)量（光照強(qiáng)度）測(cè)量轉(zhuǎn)化為熱學(xué)量（電阻）的測(cè)量,許多會(huì)議室、賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報(bào)警器，火災(zāi)報(bào)警器是光傳感器應(yīng)用的又一實(shí)例。,2.光傳感器的應(yīng)用煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器,光電三極管是煙霧火警報(bào)警器中的光傳感器,工作原理:報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時(shí),光電三極管收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào),小結(jié)：,1.傳感器應(yīng)用的一般模式：需經(jīng)過放大轉(zhuǎn)換電路。2.電子秤：兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化致使兩個(gè)應(yīng)變片的電壓差變化。3.電熨斗：升溫時(shí)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)斷開。4.電飯鍋：常溫下具有鐵磁性的感溫鐵氧體，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103時(shí)，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了，從而斷開加熱電路。,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(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,ABD,課堂練習(xí),2、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(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C.物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒有電流D.物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒有示數(shù)