高二物理选修传感器的应用课件

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1、高二物理选修传感器的应用1 传感器传感器 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用2传感器的应用的一般模式传感器的应用的一般模式容易容易控制控制 容易容易测量测量显示显示第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用高二物理选修传感器的应用1.电子秤使用的测力装置是什么电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的它是由什么元件组成的?2.简述力传感器的工作原理简述力传感器的工作原理. 高二物理选修传感器的应用金属梁金属梁U1U2高二物理选修传感器的应用1.电子秤使用的测力装置是什么电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的它是由什么元件组成的?3.应变片应

2、变片能够把什么力学量转化为什么电学量？能够把什么力学量转化为什么电学量？2.简述力传感器的工作原理简述力传感器的工作原理. 高二物理选修传感器的应用7二、声传感器的应用二、声传感器的应用-话筒话筒声声电磁感应电磁感应 电流电流 动圈式话筒是利用电磁感应动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的。当声波使金属膜片现象制成的。当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号）。中就产生感应电流（电信号）。感应电流的大小和方向都变化，感应电流的大小和方向

3、都变化，变化的振幅和频率由声波决定。变化的振幅和频率由声波决定。这个信号电流经扩音器放大后传这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。大的声音。第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用8电容式话筒：电容式话筒：声声电容变化电容变化电流、电压电流、电压第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用9启辉器启辉器铜的膨胀系数大于铁铜的膨胀系数大于铁第二节第二节 传感器的应用传感器的应用三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-1、双金属片、双金属片高二物理选修传感器的应用10电慰斗电慰斗第二节第二节 传感器的

4、应用传感器的应用三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-1、双金属片、双金属片思考与讨论：思考与讨论：（2 2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？（1 1）常温下，上、）常温下，上、下触点应是接触的还下触点应是接触的还是分离的？当温度过是分离的？当温度过高时，双金属片将怎高时，双金属片将怎样起作用？样起作用？高二物理选修传感器的应用高二物理选修传感器的应用问题问题: 电饭锅烧饭饭熟电饭锅烧饭饭熟后会自动断开后会自动断开?电饭锅烧水水开电饭锅烧水水开后能自动断开后能自动断开?

5、回顾在家煮饭的过程回顾在家煮饭的过程?高二物理选修传感器的应用高二物理选修传感器的应用 构造构造高二物理选修传感器的应用工作原理工作原理:高二物理选修传感器的应用工作原理工作原理:高二物理选修传感器的应用工作原理工作原理:高二物理选修传感器的应用工作原理工作原理:高二物理选修传感器的应用叙述电饭锅的工作过程叙述电饭锅的工作过程? 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持腾后，由于锅内

6、保持1000C不变，故感温磁体不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性，在时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热电源，从而停止加热 高二物理选修传感器的应用21温度报警器温度报警器 发生火灾时，环境温度要升高，发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？灾报警器呢？P63P63

7、三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-3、热敏电阻、热敏电阻第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用22电平：在电子技术中，习惯上常用电平：在电子技术中，习惯上常用“电平电平”来来描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。其实，描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。其实，电平指的是电平指的是某个端点与某个端点与“地地”之间的电压之间的电压，或，或者说，者说，如果以接地端的电势为零，那么电平表如果以接地端的电势为零，那么电平表示的是某个端点的电势。示的是某个端点的电势。2、斯密特触发器是具有特殊功能的非门。、斯密特触发器是具有特殊功能的非门。符号：符号： 其特点：其特点：输入输

8、入1.6V(高高电平电平)，输出，输出0.25V(低低电平电平)输入输入0.8V(低低电平电平)，输出，输出3.4V(高高电平电平)补充知识：补充知识：第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用23 温度报警器工作原理温度报警器工作原理: 常温下，调整常温下，调整R1的阻值使的阻值使斯密特触发器的输入端斯密特触发器的输入端A处于低电处于低电平，则输出端平，则输出端Y处于高电平，无电处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声； 当温度升高时，热敏电当温度升高时，热敏电阻阻RT阻值减小，斯密特触发器输入阻值减小，斯密特触发器输入端端A电势升高，当达到

9、某一值（高电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，声，Rl的阻值不同，则报警温度不的阻值不同，则报警温度不同。同。三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-3、热敏电阻、热敏电阻第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用24 要使热敏电阻在感测到更高的温要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小度时才报警，应减小R1的阻值，的阻值，R1阻值越小，阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。

10、敏电阻阻值要求越小，即温度越高。思考与讨论思考与讨论 怎样使热敏电阻怎样使热敏电阻在感测到更高的温度在感测到更高的温度时才报警？时才报警？ 温度报警器工作原理温度报警器工作原理:三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-3、热敏电阻、热敏电阻第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用25三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用-4、测温仪、测温仪（1）利用温度传感器制成的测温仪可以远距）利用温度传感器制成的测温仪可以远距离读取温度的数值。因为温度信号变成电信离读取温度的数值。因为温度信号变成电信号后可以号后可以远距离传输远距离传输。（2）常见的测温元件有：热敏电阻、金属热）

11、常见的测温元件有：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等电阻、热电偶及红外线敏感元件等第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用26（1）结构图）结构图(2)工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不到工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射散射作用，使部作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。连接的电路检

12、测出这种变化，就会发出警报。四、光传感器的应用四、光传感器的应用-2、火灾报警器、火灾报警器第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用27 实验原理：实验原理： 如图所示光控如图所示光控电路，用发光二极管电路，用发光二极管LED模仿路灯，模仿路灯，RG为光敏电为光敏电阻，阻，R1的最大电阻为的最大电阻为51k，R2为为 330 ，试，试分析其工作原理分析其工作原理 四、光传感器的应用四、光传感器的应用-3、光控开关、光控开关第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用28(1)要想在天更暗时路灯要想在天更暗时路灯才会亮，应该把才会亮，应该把R1的阻的阻值调

13、大些还是调小些？值调大些还是调小些？为什么？为什么？ 应该把应该把R1的阻值的阻值调大些，这样要使斯密特调大些，这样要使斯密特触发器的输入端触发器的输入端A电压达电压达到高电平，就需要到高电平，就需要RG的阻的阻值达到更大，即天色更暗。值达到更大，即天色更暗。四、光传感器的应用四、光传感器的应用-3、光控开关、光控开关第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用 图乙中，用白炽图乙中，用白炽灯模仿路灯，为何灯模仿路灯，为何要用到继电器要用到继电器？ 由于集成电路允许通过的电流较小，要由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来用白炽灯泡模仿路灯，就要

14、使用继电器来启闭工作电路。启闭工作电路。 高二物理选修传感器的应用30 如图所示电磁继电器工作电路，图如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，为动触点，E为静触点。试分析电磁继电器的工作原理。为静触点。试分析电磁继电器的工作原理。继电器：继电器：第二节第二节 传感器的应用传感器的应用 当线圈当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点向下运动，从而带动动触点D向下与向下与E接触，将工接触，将工作电路接通，当线圈作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁中电流为零时，电磁铁失去磁

15、性，衔铁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点在弹簧作用下拉起，带动触点D与与E分离，分离，自动切断工作电路自动切断工作电路 高二物理选修传感器的应用32变暗变暗RG变变大大A电电平升平升高高Y电电平降平降低低天天亮亮RG小小A低低电平电平Y高高电平电平线圈无电线圈无电流，衔铁流，衔铁被被C拉开，拉开，D、E断开断开不不发发光光线圈有电线圈有电流，衔铁流，衔铁被吸引，被吸引，D、E导通导通发光发光光控开关光控开关+继电器：继电器：工作流程工作流程第二节第二节 传感器的应用传感器的应用高二物理选修传感器的应用33 控制电路的工作原理：控制电路的工作原理： 天较亮时，光敏电阻天较亮时，光敏电阻RG阻

16、值较小，斯密阻值较小，斯密特触发器输入端特触发器输入端A电势较低，则输出端电势较低，则输出端Y输出高电输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端电阻增大，斯密特触发器输入端A电势电势升高，当升高到一定值，输出端升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻阻值减小，斯密特触发器输入端值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低

17、，降电势逐渐降低，降到一定值，输出端到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，突然由低电平跳到高电平，则线圈则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭电路的电源，路灯熄灭 第二节第二节 传感器的应用传感器的应用四、光传感器的应用四、光传感器的应用-3、光控开关、光控开关+继电器继电器高二物理选修传感器的应用34晶体管晶体管 普通二极管普通二极管具有具有_导电性，在电子电路中有多导电性，在电子电路中有多种运用。在用多用电表欧姆档测量二极管种运用。在用多用电表欧姆档测量二极管的正向导通电阻时，黑表笔应接二极管的的正向导通电阻时，黑表笔应接

18、二极管的_极；若发现阻值较大，则与黑表笔接极；若发现阻值较大，则与黑表笔接触的是二极管的触的是二极管的_极。极。 单向正负红-黑+传感器补充知识传感器补充知识高二物理选修传感器的应用35发光二极管发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，除了具有单向导电性外，导电时还能发光，用磷镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接用磷镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将将_能转化为能转化为_能。能。 电光传感器补充知识传感器补充知识高二物理选修传感器的应用36晶体三极管晶体三极管（）晶体三极管能够把微（）晶体三极管能够把微弱的信号弱的信号_。常用的三极。常用的三极管是用管是用_和和_制成的，它制成的，它有三个极，分别为有三个极，分别为_，_，_.（）传感器输出的电流或（）传感器输出的电流或电压很电压很_，用一个三极管，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为三极管的放大作用表现为_的电流对的电流对_的电的电流起了控制作用。流起了控制作用。放大发射极e基极b集电极c微弱基极b集电极c硅锗传感器补充知识传感器补充知识高二物理选修传感器的应用37传感器补充知识传感器补充知识