【创新设计】学高中物理传感器的应用课件新人教选修.ppt

* 目标定位 1.了解传感器在日常生产、生活中的应用. 2.理解传感器在电子秤、电熨斗、电饭锅中的应用. 3.理解光传感器在鼠标器和火灾报警器中的应用. 第2讲　传感器的应用 1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈 一、传感器应用的一般模式 放大 传感器→ 电路 转换 二、力传感器的应用——电子秤 1.组成：电子秤使用的测力装置是力传感器.常用的一种力传感器是由金属梁和 组成的.应变片是一种敏感元件，现在多用半导体材料制成. 应变片 2.原理：如图1所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的 变大，下表面应变片的电阻变小.力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大.如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小.传感器把这两个电压的差值输出.力F越大，输出的电压差值也就越 . 电阻 大 图1 3.作用：应变片将物体形变这个 量转换为 这个电学量. 力学 电压 三、温度传感器的应用 1.电熨斗 (1)构造(如图2所示) 它主要由调温旋钮、升降螺钉、绝缘支架、触点、 双金属片、弹性铜片、电热丝、金属底板等几部分组成. (2)敏感元件：双金属片. (3)工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的 不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断. 图2 膨胀系数 2.电饭锅 (1)构造(如图3所示) 图3 (2)敏感元件：感温铁氧体 (3)工作原理 ①居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约 时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”. ②自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到 时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开. 103℃ 103℃ 四、光传感器的应用——火灾报警器 1.构造：带孔的罩子内装有发光 、光电三极管和不透明的挡板. 2.工作原理：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现 状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其 变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报. 二极管LED 高电阻 电阻 一、传感器的工作原理分析 分析传感器的工作原理要从以下几个方面进行： (1)感受量分析：明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等. (2)输出信号分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律. (3)电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律. 例1　下列说法中不正确的是(　　) A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声音信号 B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片 C.电子秤所使用的测力装置是力传感器 D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 解析　话筒是声传感器，能将声音信号转换成电信号，故A错. A 针对训练1　为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接.当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号. 电 声 声音 二、常见传感器的应用实例 1.与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器. 2.红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等. 3.照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等. 4.农业生产中的传感器 (1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水. (2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测.由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象. 5.工业生产中的传感器 (1)生产的自动化和半自动化.用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作.各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等. (2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工. 例2　关于电子秤中应变