传感器(达标课堂).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传感器及其工作原理,主题,内容,要求,说明,实验与探究,实验一：研究匀变速直线运动,实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系,实验三：验证力的平行四边形定则,实验四：验证牛顿运动定律,实验五：探究动能定理,实验六：验证机械能守恒定律,实验七：测定金属的电阻率,(,同时练 习使用螺旋测微器,),实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线,实验九：测定电源的电动势和内阻,实验十：练习使用多用电表,实验十一：传感器的简单使用,一、传感器的含义,传感器是把非电学物理量（如,位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度,等）转换成易于测量、传输、处理的电学物理量（如,电压、电流、电容,等）的一种组件，起自动控制作用。,二、传感器的分类,力电传感器平衡与牛顿定律,热电传感器热敏电阻,声电传感器声控器,光电传感器光敏电阻,电容式传感器电容器,一、,力传感器,-,-,电子秤,应变片,原理分析：,形变,（力学量）,电 压,差,（电学量）,转换,R,1,增大,R,2,减小,二,.,声传感器,1,、动圈式话筒,膜片,声波趋动下,平衡位置,附近振动,线圈振动,线圈中,磁通量,周期性,变化,周期性,变化的,感应,电流,2,、电容式话筒,薄,金,属,膜,M,固,定,电,极,N,构,成,电容器,充电,直流电源,膜片,M,声波趋动,振动,电容变化,电容器,充电放电,电路中,形成变,化,电流,R,两端输出,与声音规律,相同的电压,三,.,温度传感器,1,、电熨斗,原理图,双金属片,2,、电饭锅,感温铁氧体,感温材料,氧化锰、氧化锌,氧化铁粉末混合,居里点,常温下有磁性,约,103,0,C,时，失去磁性,结构图示,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，按钮不再恢复到图示状态。,水沸腾后，锅内大致保持,100,不变。,饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点,103”,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，切断电源，从而停止加热,四、电容传感器,电容器的电容,C,决定于极板正对面积,S,、极板间距离,d,以及极板间的电介质这几个因素如果某一物理量（如角度,、位移,s,、深度,h,等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么，通过测定电容器的电容,C,就可以确定上述物理量的变化，有这种用途的电容器称为电容式传感器,用来测定角度,的电容式传感器,测定液面高度,h,的电容式传感器,是测定压力,F,的电容式传感器,测定位移,x,的电容式传感器,三、解题思路：,将题给信息转化为所学的知识与模型,例,1,、如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于,档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为,，现用,手掌挡住部分光线，表针的偏角变为,，,则可判断,(),A.,=,B.,D.,不能确定,和,的关系,B,例,2,、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中,R,1,为光敏电阻，,R,2,为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是（）,A,当有光照射,R,1,时，信号处理系统获得高电压,B,当有光照射,R,1,时，信号处理系统获得低电压,C,信号处理系统每获得一次低电压就记数一次,D,信号处理系统每获得一次高电压就记数一次,AC,例,3.,如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中,R,2,为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，,a,、,b,之间接报警器。当传感器,R,2,所在处出现火情时，显示器的电流,I,、报警器两端的电压,U,的变化情况是（）,A.,I,变大，,U,变大,B.,I,变小，,U,变小,C.,I,变小，,U,变大,D.,I,变大，,U,变小,R,1,R,2,R,3,A,a,b,E,r,B,例,4,.,质量相等的,a,b,两物体，从斜面上的同一位置,A,由静止下滑，经,B,点在水平面上滑行一段距离后停下。不计经过,B,点的能量损失，用传感器采集到它们的速度时间图象，下列说法中正确的是（）,A.,a,在斜面上滑行的加速度比,b,的大,B.,a,在水平面上滑行的距离比,b,的大,C.,a,与斜面间的动摩擦因数比,b,的大,D.,a,在整个运动过程中克服摩擦力做的功比,b,的多,AB,例,5,1.,将一个力电传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力,F,的大小随时间,t,变化的曲线如图示，某同学根据此图提供的信息做出了以下判断，其中正确的是(,),A.,摆球摆动的周期,T=1.4s,B.,t=0.2s,时，摆球正经过最低点,C.,t=1.1s,时，摆球正经过最低点,D.,摆球在摆动过程中机械能减小,F/N,t/s,0.8,0.4,1.2,0,2.0,2.4,2.0,1.6,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.1,BD,例,6,力电传感器,P,A,S,B,R,0,V,E,设变阻器的总电阻为,R,，总长度为,L,，电源电动势为,E,，内阻为,r,，限流电阻为,R,0,，,弹簧的劲度系数为,k,。当盘中不放物体时，电压表的示数为零。不计一切摩擦和阻力，求出电压表示数,Ux,与所称物体质量,m,的关系式。,例,7,、将金属块,m,用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以,a,=2.0 m/s,2,的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为,6.0,N,，,下底板的传感器显示的压力为,10.0,N,。,(,取,g,=10 m/s,2,),(1),若上顶板传感器的示数是下底板,传感器的示数的一半，试判断箱的运,动情况。,(2),要使上顶板传感器的示数为零,箱,沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？,m,原来,（,1,）,（,2,）,解：,m,向上做匀减速运动,a,向下,a=2m/s,2,F=10N,F,1,=6N,mg,a,mg+F,1,-F=ma,m,=,0.5kg,上顶板示数是下底板示数的,1/2,弹簧长度不变,F=10N F,2,=5N,F,mg,F,2,a,2,m,g+F,2,-F=m,a,2,a,2,=0,静止或匀速运动,上顶板示数为零，则弹簧变短，,F10N F,3,=0,F,mg,a,3,F mg=m,a,3,a,3,10m/s,2,向上加速或向下减速，加速度,a,10m/s,2,。,谢谢！,