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1、第5章 傳感器及其應用復習二 6.電感傳感器 電感式傳感器是利用線圈的自感或互感的變化來實現測量或控制的一種裝置，一般要利用磁場作為媒介或利用磁體的某些現象。 實例：磁性物質探測報警器 錄音機NS 例1 為了測量列車運行的速度和加速度的大小，可采用如圖所示的裝置，它是由一塊安裝在列車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量儀組成的（測量儀未畫出）。當列車經過線圈上方時，線圈中產生的電流被記錄下來，就能求出列車在各位置的速度和加速度。假設磁體端部磁感強度為B=0.004T，且全部集中在端面范圍內，與端面垂直，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數n=5，長L=0.2m，電阻0.4（
2、包括引線電阻），測試記錄下來的電流位移如圖所示。試求：在離O（原點）30m，130m處列車的速度v 1和v2的大小假設列車是勻變速運動，求列車加速度的大小 i /A 10050 1500.150.100 .05-0 .05-0.10-0.15 S/m0 SOB解：I=E/R=nBLv/Rv=IR/nBL= 0.4I50.0040.2= 100I在30m處，I1 =0.12A v1=12m/s在130m處，I2 =0.15A v2=15 m/s a =（ v22 - v12 ）/ 2S = 0.405 m/s2 例2 用如圖示的電磁繼電器設計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報
3、警。可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線。a edcb解：熱敏電阻受到光照射時電阻變小 ，將熱敏電阻、小燈泡、學生用電源、滑動變阻器、開關串聯接入繼電器的a、b端，如圖示：將學生用電源與電鈴分別接入c、d、e之間。 正常時熱敏電阻值大，ab間電流小，磁性弱，ce處于閉合，綠燈亮。 有險情時，光敏電阻值小， ab間電流大，磁性強，吸住銜鐵，cd閉合，ce斷開，綠燈滅，電鈴響。 例3 用如圖示的電磁繼電器設計一個由光敏電阻來控制路燈的實驗電路。要求是：光暗時燈亮，光亮時燈滅?？晒┻x擇的器材如下：光敏電阻、小燈泡、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開
4、關、導線。ecab解：光敏電阻受到光照射時電阻變小 ，將光敏電阻、小燈泡、學生用電源、滑動變阻器、開關串聯接入繼電器的a、b端，如圖示：將交流電源與路燈接入c、e之間。 220V 光暗時光敏電阻值大，ab間電流小，磁性弱，ce處于閉合，燈亮。 光亮時，光敏電阻值小， ab間電流大，磁性強，吸住銜鐵，電路ce處斷開，燈滅。 例4 圖1為某一熱敏電阻R(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I-U關系曲線圖。 為了通過測量得到圖1所示I-U關系的完整曲線，在圖2和圖3兩個電路中應選擇的是圖 ；簡要說明理由： 。（電源電動勢為9V，內阻不計，滑線變阻器的阻值為0-100）在圖4電路中，電源電壓
5、恒為9V，電流表讀數為70mA，定值電阻R1=250。由熱敏電阻的I-U關系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為 。舉出一個可以應用熱敏電阻的例子：_。 V A圖2 V A圖3I/mA U/V1 2 3 4 5 6 7500圖110203040 AR1 R2熱敏電阻圖4 R9V 2電壓可從0V調到所需電壓，調節(jié)范圍較大 解: I1=9/250=0.036A=36mA I2=34mA 由圖1得 UR=5.2V 5.2 R2 =(9-5.2) / 0.034=111.8 111.6112.0 熱敏溫度計 例5 如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于檔，用
6、光照射光敏電阻時表針的偏角為， 現用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)?，則可判斷 （ ）A. = B. D. 不能確定和 的關系 B 五、傳感器可將非電學量轉化為電學量，起自動控制作用。如計算機鼠標中有位移傳感器，電熨斗、電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空調機中有光電傳感器例6 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據，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，電源內的電流會發(fā)生變化B物體M運動時，電壓表的示數會發(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
7、有示數B 例7 唱卡拉O K用的話筒，內有傳感器。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?。下列說法正確的是 （ ）A該傳感器是根據電流的磁效應工作的 B該傳感器是根據電磁感應原理工作的C膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢B 例8 用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是（ ）A紅外報警裝置B走廊照明燈的聲控開關C自動洗衣機中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器A 例9 將金屬塊m
8、用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動。當箱以a=2.0 m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的傳感器顯示的壓力為6.0N，下底板的傳感器顯示的壓力為10.0N。(取g=10 m/s2)(1)若上頂板傳感器的示數是下底板傳感器的示數的一半， 試判斷箱的運動情況。(2)要使上頂板傳感器的示數為零,箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？m 原來（1）（2）解：m向上做勻減速運動a向下a=2m/s2 F=10NF1 =6Nmg amg+F 1-F=mam=0.5kg上頂板示數是下底板示數的1/2彈簧長度不變F=10N F2=5NFmg F2 a2m g+F2-F=ma2a2=0靜止或勻速運動上頂板示數為零，則彈簧變短，F10N F3=0Fmg a3F mg = ma3a3 10m/s2向上加速或向下減速，加速度a 10m/s2。 m原來（1）（2）解：上頂板示數為零，則彈簧變短，F10N F3=0Fmg a3F mg = ma3a3 10m/s2向上加速或向下減速，加速度a 10m/s 2。向上做勻減速運動a=2m/s2 F=10Nmg F1 =6Namg+F1-F=mam=0.5kg上頂板示數是下底板示數的1/2彈簧長度不變F=10N F2=5NFmg F2 a2m g+F2-F=ma2a 2=0靜止或勻速運動
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