物理新课标人教版选修传感器的应用共张省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

复习：复习：1、传感器、传感器非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换器件转换器件转换电路转换电路电学量电学量传感器是指这么一类元件：它能够感知传感器是指这么一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学量，并把它们按照一定规律转化成电压、电量，并把它们按照一定规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断。流等电学量，或转化为电路通断。2、原理、原理：3 3、敏感元件、敏感元件:第1页2 2、传感器应用、传感器应用(一一)2 2、传感器应用、传感器应用(一一)第2页光敏电阻光照光照放大器MN N被控电路1、光控继电器工作原理是(1)当照射光敏电阻时，光敏电阻阻值 （变大或变小）2、当光照射光敏电阻时，被控电路 （填“接通”或“断开”）光控设备光控设备电源变小接通传感器传感器第3页传感器应用普通模式传感器应用普通模式第第2 2节节 传感器应用（一）传感器应用（一）传传感感器器放大放大转换转换电路电路执行执行机构机构显示器显示器（指针式电（指针式电表表数字屏）数字屏）计算机计算机系统系统第4页思索思索:1、应变式力传感器组成部分？、应变式力传感器组成部分？2、应变式传感器原理？、应变式传感器原理？阅读：阅读：P61一、力传感器应用一、力传感器应用电子秤电子秤第5页 应应变变片片发发生生形形变变时时其其电电阻阻随随之之发发生生改改变变，在在恒恒定定电电流流下下，应应变变片片是是把把形形变变（几几何何量量）转换为电压（电学量）元件。转换为电压（电学量）元件。金属梁金属梁U U1 1U U2 2第6页数显电子秤电路原理如图所表示数显电子秤电路原理如图所表示 第7页提问：话筒作用是什么？提问：话筒作用是什么？把声信号转化为电信号把声信号转化为电信号阅读：阅读：P62（1）说明动圈式话）说明动圈式话筒工作原理和工作过筒工作原理和工作过程。程。（2）说明电容式话）说明电容式话筒工作原理和工作过筒工作原理和工作过程。这种话筒优点是程。这种话筒优点是什么？什么？（3）驻极体话筒工）驻极体话筒工作原理是什么？有何作原理是什么？有何优点？优点？第8页 膜膜片片在在声声波波下下振振动动，使使得得与与膜膜片片相相连连线线圈中产生周期性改变感应电流。圈中产生周期性改变感应电流。1、动圈式话筒：、动圈式话筒：音圈音圈二、声传感器应用二、声传感器应用话筒话筒金属膜片金属膜片永久永久磁铁磁铁第9页例题：（例题：（上海试题）唱卡拉上海试题）唱卡拉OK用话筒，内有传用话筒，内有传感器。其中有一个是动圈式，它工作原理是感器。其中有一个是动圈式，它工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小金属线圈，线在弹性膜片后面粘接一个轻小金属线圈，线圈处于永磁体磁场中，当声波使膜片前后振圈处于永磁体磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。以下说动时，就将声音信号转变为电信号。以下说法正确是法正确是A该传感器是依据电流磁效应工作该传感器是依据电流磁效应工作B该传感器是依据电磁感应原理工作该传感器是依据电磁感应原理工作C膜片振动时，穿过金属线圈磁通量不变膜片振动时，穿过金属线圈磁通量不变D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势势第10页2、电容式话筒：原原理理：Q是是绝绝缘缘支支架架，薄薄金金属属膜膜M 和和固固定定电电极极N 形形成成一一个个电电容容器器，被被直直流流电电源源充充电电。当当声声波波使使膜膜片片振振动动时时，电电容容发发生生了了改改变变，电电路路中中形形成成改改变变电电流流，于于是是电电阻阻两两端端就就输输出出了了与与声声音音改改变变规律相同电压规律相同电压优点：保真度好优点：保真度好绝缘绝缘支架支架薄金薄金属膜属膜固定固定电极电极第11页3 3、驻极体话筒、驻极体话筒：它它由由内内部部驻驻极极体体塑塑料料膜膜感感受受声声波波，其其工工作作原原理理与与电容式话筒类似，不过工作电压只须电容式话筒类似，不过工作电压只须 3 36 V6 V，特特点点：体体积积小小，重重量量轻轻，价价格格廉廉价价，灵灵敏敏度度高高，惯用在盒式录音机、声控玩具等廉价家电上惯用在盒式录音机、声控玩具等廉价家电上驻极体驻极体背极背极塑料塑料膜膜空隙空隙第12页第13页较弱声音扩音器扬声器宏音第14页说明书说明书温度旋钮温度旋钮:可依据不可依据不一样衣料随意调校适当一样衣料随意调校适当温度温度飞利浦飞利浦GC1115基本型号电熨斗基本型号电熨斗阅读P63第15页双金属片温度传感器双金属片温度传感器：原理原理:热胀冷缩原理热胀冷缩原理常常温温下下两两触触点点分分离离。温温度度升升高高，两两种种金金属属膨膨胀胀性性能能不不一一样样，双双金金属属片片形形状状发生改变，使触点接触。发生改变，使触点接触。三、温度传感器应用三、温度传感器应用电熨斗电熨斗复习:温度传感器制作材料、应用。第16页思索与讨论：思索与讨论：常常温温下下两两触触点点是是接接触触还还是是分分离离？温温度度过过高高时双金属片将怎样作用？时双金属片将怎样作用？怎怎样样用用调调温温旋旋钮钮来来升升高高或或降降低低电电烫烫斗斗工工作作温度？温度？电烫斗结构电烫斗结构调温旋钮调整升降螺调温旋钮调整升降螺丝，升降螺丝带动弹丝，升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改性铜片升降，从而改变触点接触难易，到变触点接触难易，到达控制不一样温度目达控制不一样温度目标。标。第17页四、温度传感器应用四、温度传感器应用冰箱温度控制器冰箱温度控制器4 4、弹簧片、弹簧片、弹簧片、弹簧片1 1、测温泡、测温泡、测温泡、测温泡2 2、细管、细管、细管、细管3 3、膜盒、膜盒、膜盒、膜盒5 5、动触点、动触点、动触点、动触点6 6、静触点、静触点、静触点、静触点7 7、拉杆、拉杆、拉杆、拉杆8 8、凸轮、凸轮、凸轮、凸轮9 9、连杆、连杆、连杆、连杆思索与讨论：思索与讨论：1 1、为何温度较高时压缩机自开工作，到达设定低温后、为何温度较高时压缩机自开工作，到达设定低温后就自动停顿工作？就自动停顿工作？2 2、凸轮为何能够改变设定温度？、凸轮为何能够改变设定温度？氯甲烷及它蒸气氯甲烷及它蒸气第18页五、恒温箱温控器五、恒温箱温控器思索与讨论：思索与讨论：1 1、应该把恒温箱中加热器接在、应该把恒温箱中加热器接在 A A、B B 还是还是 C C、D D 之间之间呢？呢？2 2、要使箱内温度保持、要使箱内温度保持100100，可变电阻，可变电阻RR值应调整多值应调整多大？大？第19页测测 位位 移移 例例题题：（上上海海考考题题）演演示示位位移移传传感感器器工工作作原原理理如如右右图图示示，物物体体M在在导导轨轨上上平平移移时时，带带动动滑滑动动变变阻阻器器金金属属滑滑杆杆p，经经过过电电压压表表显显示示数数据据，来来反反应应物物体体位位移移大大小小x。假假设设电电压压表表是是理理想想，则则以以下下说说法法正正确确是是 ()A.物体物体M运动时，电源内电流会发生改变运动时，电源内电流会发生改变B.物体物体M运动时，电压表示数会发生改变运动时，电压表示数会发生改变C.物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D.物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B第20页六、加速度计六、加速度计第21页 例例1.惯惯性性制制导导系系统统已已广广泛泛应应用用于于导导弹弹工工程程中中，这这个个系系统统主主要要元元件件是是加加速速度度计计。加加速速度度计计结结构构和和原原理理示示意意图图如如图图示示，沿沿导导弹弹长长度度方方向向按按装装固固定定光光滑滑杆杆上上套套一一个个质质量量为为m滑滑块块，滑滑块块两两侧侧分分别别与与劲劲度度系系数数均均为为k弹弹簧簧相相连连，两两弹弹簧簧另另一一端端与与固固定定壁壁相相连连。滑滑块块原原来来静静止止，弹弹簧簧处处于于自自然然长长度度。滑滑块块上上有有指指针针，可可经经过过标标尺尺测测出出滑滑块块位位移移，然然后后经经过过控控制制系系统统进进行行制制导导。1.设设某某段段时时间间内内导导弹弹沿沿水水平平方方向向运运动动，指指针针向向左左偏偏离离O点点距距离离为为S，则这段时间内导弹加速度，则这段时间内导弹加速度 （）A.方向向左，大小为方向向左，大小为 k S/m B方向向右，大小为方向向右，大小为 k S/m C方向向左，大小为方向向左，大小为 2k S/m D.方向向右，大小为方向向右，大小为 2k S/mD01010UP第22页2.若若电电位位器器（可可变变电电阻阻）总总长长度度为为L，其其电电阻阻均均匀匀，两两端端接接在在稳稳压压电电源源U0上上，当当导导弹弹以以加加速速度度a沿沿水水平平方方向向运运动动时时，与与滑滑块块连连接接滑滑动动片片P产产生生位位移移，此此时时可可输输出出一一个个电电信信号号U，作作为为导导弹弹惯惯性性制制导导系系统统信信息息源源，为为控制导弹运动状态输入信息，试写出控制导弹运动状态输入信息，试写出U与与a 函数关系式。函数关系式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx/R=U0 S/L=maU0/2kL=mU0 a/2kLa第23页电电容容器器电电容容C决决定定于于极极板板正正对对面面积积S、极极板板间间距距离离d以以及及极极板板间间电电介介质质这这几几个个原原因因。假假如如某某一一物物理理量量（如如角角度度、位位移移、深深度度等等）改改变变能能引引发发上上述述某某个个原原因因改改变变，从从而而引引发发电电容容改改变变，则则经经过过测测定定电电容容器器电电容容就就能能够够确确定定上上述述物物理理量量改改变变，起起这这种种作作用用电电容容器器称为电容式传感器。称为电容式传感器。5.电容式传感器电容式传感器第24页定片定片甲甲金属芯线金属芯线电介质电介质导电液体导电液体乙乙h固定电极固定电极可动电极可动电极F丙丙极板极板电介质电介质丁丁x第25页来自来自BBC报道，日本大阪大学科学家报道，日本大阪大学科学家HiroshiIshiguru教授日前创造出一个完全含有些人类女性外教授日前创造出一个完全含有些人类女性外貌机器人貌机器人“ReplieeQ1”。“她她”能眨眼，说话，能眨眼，说话，做手势，甚至呼吸！皮肤则由类似人类皮肤硅化物覆做手势，甚至呼吸！皮肤则由类似人类皮肤硅化物覆盖。盖。第26页本堂小结本堂小结1、力传感器应用、力传感器应用电子秤电子秤2、声传感器应用、声传感器应用话筒话筒3、温度传感器应用、温度传感器应用电熨斗电熨斗力传感器是把力信号转换成电信号；力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声音信号转换为电信号，声传感器是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是用来进行自动控制而温度传感器往往是用来进行自动控制第27页http:/www.99dyw.co/九九电影网九九电影网http:/www.99dyw.tv/九九电影网九九电影网http:/九九电影网九九电影网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网www.avttt.info天堂网天堂网www.avttv.info天堂网天堂网www.avttv.org天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网www.avttv.org天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网http:/ 第28页