6.2傳感器的應用,非電學量電學量,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：磁感應強度轉(zhuǎn)化為電壓.,復習:,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:力信號轉(zhuǎn)化為電信號.(形變轉(zhuǎn)化為電壓),聲傳感器:聲信號轉(zhuǎn)化為電信號.,溫度傳感器:自動控制開關.,復習:,傳感器應用的一般模式,思考、為什么要經(jīng)過放大轉(zhuǎn)換電路？,1）傳感器輸出的信號相當微弱，難以直接帶動執(zhí)行機構去實現(xiàn)控制；,2）輸出的信號進行遠距離傳送時，為了抵御外界干擾，必須先將信號轉(zhuǎn)換為其他的電信號。,一、力傳感器的應用電子秤,1、電子秤使用的測力裝置：力傳感器,力傳感器的應用電子秤,2、常見的一種力傳感器：,應變片是一種敏感元件，多用半導體材料制成,3、力傳感器的工作原理：,兩個應變片的形變引起電阻變化，致使兩個應變片的電壓差變化，力F越大，電壓差就越大。,3、應變片能夠把物體形變這個力學量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學量。,1、電子秤的測力裝置是力傳感器，它是由一個金屬梁和兩個應變片一起組成了測力部分。,2、在金屬梁沒有力的情況下，金屬梁處于水平狀態(tài)，梁的上下應變片的長度沒變且相等，兩應變片的電阻大小也相等，當給金屬梁施加豎直向下的力時，金屬梁會向下彎曲，使得金屬梁上面的應變片被拉長，電阻變大，兩端電壓也變大，而下邊的應變片被擠壓收縮，電阻變小，兩端的電壓也減小，使得兩應變片兩端電壓值不相等，存在差值，控制電路就通過這個差值，經(jīng)過放大電路將差值信號放大，再在顯示器上顯示出數(shù)字，即力F的大小。,二、溫度傳感器的應用電熨斗,原理:熱脹冷縮常溫下兩觸點分離。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？,實驗研究：報廢的日光燈的啟動器，去掉外殼，在充有氖氣的玻璃泡內(nèi)，可以看到一個U形的雙金屬片(動觸片)，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，雙金屬片恢復原狀，兩者分開。,相當于一個由溫度控制通斷的開關,（2）電熨斗,電燙斗的構造：,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，兩觸點處于分離，電路斷開，電熱絲停止加熱。這樣不斷循環(huán)，實現(xiàn)自動控制溫度的目的。,常溫下，上、下觸點應是接觸的還是分離的？當溫度過高時，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定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實現(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，帶動彈性銅片的升降，從而改變了兩觸點接觸的難易程度，實現(xiàn)控制溫度不同的目的。,問題提出:1.開始煮飯時，為什么要壓下開關按鈕2.電飯鍋燒飯,飯熟后為什么會自動斷開?,（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，特點是常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引；升溫后，約達103(稱為居里溫度或居里點)時，就會失去磁性，不能被磁體吸引。,3、電飯鍋的結(jié)構：,1、開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，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，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)，即觸點連通。,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，當溫度升至“居里點103”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱。當溫度降低后，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1030C”，電飯鍋不能自動斷電，只有水燒干后，溫度升高到大約1030C時才能自動斷電。,二、溫度傳感器的應用電熨斗,1.光敏電阻-光照越強，電阻越小。（載流子越多，導電性能越好）,實現(xiàn)了光學量（光照強度）測量轉(zhuǎn)化為熱學量（電阻）的測量,許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災報警器，火災報警器是光傳感器應用的又一實例。,2.光傳感器的應用煙霧散射式火災報警器,光電三極管是煙霧火警報警器中的光傳感器,工作原理:報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時,光電三極管收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進入罩內(nèi)后對光有散射作用，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出這種變化，就會發(fā)出警報,小結(jié)：,1.傳感器應用的一般模式：需經(jīng)過放大轉(zhuǎn)換電路。2.電子秤：兩個應變片的形變引起電阻變化致使兩個應變片的電壓差變化。3.電熨斗：升溫時兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點斷開。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，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了，從而斷開加熱電路。,1、關于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是（）A.應變片常用半導體材料制成B.當應變片的表面拉伸時，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,2、演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體M在導軌上平移時，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)