[理化生]2012高中物理 第6章第2节《传感器的应用》新人教版选修3-2.ppt

* * 第2节　传感器的应用 第六章　传感器　　 微型传感器 微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元件制成的，将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系统．微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大．它使人类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间中进行．如今，智能传感器和微型传感器已广泛用于生活、生产、军事、科研等各个领域．例如： 人体消化道智能诊查系统：它包括一粒微型探测胶囊和便携式体外接收存储装置、体外超声控测定位装置、体外数据处理系统．患者服用一粒微型探测胶囊，该胶囊从上到下经过整个消化道时，就会将各段消化道的压力、温度、pH值等参数记录下来并传输给体外接收与处理系统．这种检查不会给患者造成创伤． 蚂蚁探测器：每只“蚂蚁”探测器的大小与大胡桃相当，质量仅29 g，通常带有4个光传感器、4个红外接收器，以及防撞传感器、防倾斜传感器和探测“食物”存在的传感器．它可用于有哪些信誉好的足球投注网站炸弹． “苍蝇”导弹：它的体形如同苍蝇般大小，能不停地飞行几个小时，速度高达20 km/h.它能垂直升降，急速调头，悬停于空中，“隐身”潜伏，收发微波信息．当将超微型窃听、窃看装置粘在“苍蝇”导弹背上后，就可进行侦察． 传感器的使用，特别是智能传感器和微型传感器的开发、利用，使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸，获取信息的手段更方便、更快捷，涉及领域更广阔、更深入． 世界各国都非常重视传感器在信息技术中的作用，将传感器技术列为重点发展的尖端技术，我国从事传感器研究的单位就有几千个． 1．在力传感器中的应变片是一种敏感元件，多用半导体材料制成．应变片能够把形变这个力学量转换为________这个电学量． 2．自动控温的电熨斗中装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是________． 3．电饭锅中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，它的特点是：________具有铁磁性，能够被磁体吸引，但________时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引．这个温度称为该材料的________或________． 1．电压　 2.控制电路的通断　 3.常温下　温度上升到约103℃　居里温度　居里点 4．温度传感器可以把温度转化为________，由指针式仪表或数字式仪表显示出来． 5．有一种火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的．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，其电阻________． 4.电信号　 5.减小 一、传感器应用的一般模式 传感器在科技高度发达的今天，应用极为广泛，在生产和生活中离不开它；在科技领域也同样十分重要．在农业生产中，传感器广泛应用于耕种、排灌、收割等方面的自动控制，实现了最优化管理；工业生产中，由于传感器的应用而实现了生产自动化或半自动化；在航空航天领域传感器的应用尤为重要．如载人飞船应用大量传感器供遥测和遥控系统使用等． 二、力传感器的应用——电子秤 1．应变式力传感器 (1)组成：由金属梁和应变 片组成． (2)工作原理：如图所示， 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 电阻变大，下表面电阻变小．F越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下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．外力越大，输出的电压差值也就越大． 2．测定压力的电容式传感器 如图所示，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，从而引起电容的变化，如果将电容器与灵敏电流表、电源串联，组成闭合电路，当F向上压膜片电极时，电容器的电容将增大，电流表有示数． 关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(　　) A．应变片是由导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大，输出的电压差值也越大 BD 变式迁移 1.传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时(　　) A．电容器的电容将减小 B．灵敏电流表指针在正中 央零刻度处 C．灵敏电流表指针向左偏