高中物理《傳感器的應(yīng)用》課件三（35張PPT）

歡迎進(jìn)入物理課堂 6 3傳感器的應(yīng)用 二 第六章傳感器 復(fù)習(xí) 1 傳感器應(yīng)用的一般模式 非電學(xué)量電學(xué)量 2 制作傳感器常用的敏感元件 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(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓 復(fù)習(xí) 轉(zhuǎn)化為 3 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(guān) 復(fù)習(xí) 問題 電飯鍋燒飯飯熟后會自動斷開 電飯鍋燒水水開后能自動斷開 回顧在家煮飯的過程 三 溫度傳感器的應(yīng)用4 電飯鍋 閱讀教材第59頁第1段 回答問題 1 電飯鍋中使用的溫度傳感器的主要元件是什么 2 感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么 3 感溫鐵氧體有何特點 4 什么是 居里點 答 1 感溫鐵氧體 2 氧化錳 氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成 3 常溫下具有鐵磁性 能夠被磁體吸引 溫度達(dá)到約103 時 失去鐵磁性 不能被磁體吸引 4 使感溫鐵氧體失去鐵磁性的溫度 也叫居里溫度 三 溫度傳感器的應(yīng)用4 電飯鍋 構(gòu)造 工作原理 1 開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕 手松開后這個按鈕是否會恢復(fù)到圖示的狀態(tài) 為什么 2 煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度 為什么 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底的溫度會有什么變化 這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作 4 如果用電飯鍋燒水 能否在水沸騰后自動斷電 答 1 開始煮飯時 用手壓下開關(guān)按鈕 永磁體與感溫磁體相吸 手松開后 按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài) 4 電飯鍋 2 煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度 為什么 答 2 水沸騰后 由于鍋內(nèi)保持1000C不變 故感溫磁體仍與永磁體相吸 繼續(xù)加熱 故鍋內(nèi)大致保持1000C不變 工作原理 4 電飯鍋 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底的溫度會有什么變化 這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作 答 3 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底溫度升高 當(dāng)溫度升至 居里點1030C 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 工作原理 4 電飯鍋 4 如果用電飯鍋燒水 能否在水沸騰后自動斷電 答 4 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1030C才能自動斷電 工作原理 4 電飯鍋 敘述電飯鍋的工作過程 開始煮飯時 用手壓下開關(guān)按鈕 永磁體與感溫磁體相吸 手松開后 按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài) 則觸點接通 電熱板通電加熱 水沸騰后 由于鍋內(nèi)保持1000C不變 故感溫磁體仍與永磁體相吸 繼續(xù)加熱 直到飯熟后 水分被大米吸收 鍋底溫度升高 當(dāng)溫度升至 居里點1030C 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 練習(xí)1 如圖所示是電飯煲的電路圖 S1是一個限溫開關(guān) 手動閉合 當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點 1030C 時會自動斷開 S2是一個自動溫控開關(guān) 當(dāng)溫度低于約700C時會自動閉合 溫度高于800C時會自動斷開 紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈 黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈 限流電阻R1 R2 500 加熱電阻絲R3 50 兩燈電阻不計 1 根據(jù)電路分析 敘述電飯煲煮飯的全過程 包括加熱和保溫過程 2 簡要回答 如果不閉合開關(guān)S1 電飯煲能將飯煮熟嗎 3 計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下 電飯煲的消耗功率之比 12 1 2003年的那個春天 一頭惡魔沖進(jìn)中華大地 一夜之間 國人無不談SARS色變 但在全國人民的共同努力下 終于將這頭惡魔降服 并徹底消滅 在抗擊SARS的過程中 許多公共場合都使用了非接觸式紅外測溫儀 湖南師大附中在防治 非典 工作中對學(xué)校實施嚴(yán)格的防控管理 每天早上6點至7點對進(jìn)校師生進(jìn)行身體檢查 確保師生人身安全和健康 圖為校醫(yī)為學(xué)生測量體溫 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測溫儀 閱讀教材第60頁 思考并回答問題 1 溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點 2 常見的測溫元件有哪些 答 1 可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值 因為溫度信號變成電信號后可以遠(yuǎn)距離傳輸 2 熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶及紅外線敏感元件等 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測溫儀 非接觸式紅外測溫儀 由于物體的溫度不同 發(fā)射紅外線的情況也不同 因此利用紅外線敏感元件可以實現(xiàn)無接觸測溫 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測溫儀 熱電偶 T1 T2 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來 構(gòu)成一個閉合回路 當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時 兩者之間便產(chǎn)生電動勢 因而在回路中形成電流 這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng) 熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測溫儀 將微機(jī)輔助實驗系統(tǒng)所配的溫度傳感器與計算機(jī)連接 可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 處理 畫圖的智能化功能 三 溫度傳感器的應(yīng)用5 測溫儀 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到自動控制裝置 而設(shè)計自動控制裝置很多情況下要用到傳感器 如光電傳感器 把光信號轉(zhuǎn)化為電信號 然后對電信號進(jìn)行放大 再將電信號輸入到相應(yīng)的裝置 進(jìn)而完成相應(yīng)的自動控制 例 光控門光控門原理光控開關(guān)電路 練習(xí)2 計算機(jī)光驅(qū)的主要部件是激光頭 它可以發(fā)射脈沖激光信號 激光掃描光盤信息時 激光頭利用光敏電阻自動計數(shù)將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng) 再通過計算機(jī)顯示出來相應(yīng)的信息 光敏電阻的自動計數(shù)示意圖如圖所示 其中R1為光敏電阻 R2為定值電阻 此光電計數(shù)器的基本工作原理是 A 當(dāng)有激光照射R1時 處理系統(tǒng)獲得高電壓 B 當(dāng)有激光照射R1時 處理系統(tǒng)獲得低電壓 C 信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次 D 信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次 BD 四 光傳感器的應(yīng)用1 機(jī)械式鼠標(biāo)器 1 機(jī)械式鼠標(biāo)器的組成 哪個元件是光傳感器 2 機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理 閱讀教材第61頁 思考并回答問題 四 光傳感器的應(yīng)用1 機(jī)械式鼠標(biāo)器 1 機(jī)械式鼠標(biāo)器的組成 滾球 滾軸與碼盤 紅外發(fā)射管與紅外接收管 光傳感器 2 機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理 鼠標(biāo)器移動時 滾球運動通過滾軸帶動兩個碼盤轉(zhuǎn)動 紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖 輸出相應(yīng)的電脈沖信號 計算機(jī)分別統(tǒng)計x y兩個方向的脈沖信號 處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移 許多會議室 賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報警器 火災(zāi)報警器是光傳感器應(yīng)用的又一實例 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報警器 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報警器 閱讀教材第61頁 思考并回答問題 1 煙霧散射火災(zāi)報警器的組成 2 煙霧散射火災(zāi)報警器的工作原理 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)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(jìn)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 四 光傳感器的應(yīng)用2 煙霧散射式火災(zāi)報警器 來自BBC的報道 日本大阪大學(xué)科學(xué)家日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌的機(jī)器人 ReplieeQ1 她 能眨眼 說話 做手勢 甚至呼吸 皮膚則由類似人類皮膚的硅化物覆蓋 常見的熱傳感器有 熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶及紅外線敏感元件等 小結(jié) 6 3傳感器的應(yīng)用 二 常見的光傳感器有 光敏電阻 光電管 光電二極管及光電三極管 例1 如圖甲為在溫度為100C左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖 箱內(nèi)的電阻R1 20k R2 10k R3 40k Rt為熱敏電阻 它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示 當(dāng)a b端電壓Uab0時 電壓鑒別器使S斷開 停止加熱 恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在 0C 例2 圖示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖 A為光源 B為光電接收器 A B均固定在車身上 C為小車的車輪 D為與C同軸相連的齒輪 車輪轉(zhuǎn)動時 A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號 被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號 由電子電路記錄和顯示 若實驗顯示單位時間內(nèi)脈沖數(shù)為n 累計脈沖數(shù)為N 則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量和數(shù)據(jù)是 小車速度的表達(dá)式為v 行程的表達(dá)式為 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全