高中物理 6.3 傳感器的應(yīng)用課件 新人教版選修3-2.ppt

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6 3傳感器的應(yīng)用 二 一 溫度傳感器的應(yīng)用 電飯鍋 1 感溫鐵氧體的特點(diǎn) 常溫下具有鐵磁性 能夠被磁體吸引 但是溫度上升到約1030C時(shí) 就失去了鐵磁性 不能被磁體吸引了 注意 這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的 居里溫度 或 居里點(diǎn) 思考 溫度升高到一定數(shù)值時(shí) 感溫鐵氧體的磁性消失 感溫鐵氧體與磁鐵分離 取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體 使它與一塊小的永磁吸在一起 用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象 2 電飯鍋的原理 1 開始煮飯時(shí) 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) 2 水沸騰后 鍋內(nèi)大致保持100 不變 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(diǎn)103 時(shí) 感溫磁體失去鐵磁性 在彈簧作用下 永磁體被彈開 觸點(diǎn)分離 切斷電源 從而停止加熱 4 如果用電飯鍋燒水 水沸騰后 鍋內(nèi)保持100 不變 溫度低于 居里點(diǎn)103 電飯鍋不能自動(dòng)斷電 只有水燒干后 溫度升高到103 才能自動(dòng)斷電 二 溫度傳感器的應(yīng)用 測(cè)溫儀 閱讀教材 思考并回答下列問(wèn)題 1 溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn) 可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值 因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸 2 常見的測(cè)溫元件有哪些 熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶及紅外線敏感元件等 熱電偶 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái) 構(gòu)成一個(gè)閉合回路 當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)焊接點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí) 兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) 因而在回路中形成一定大小的電流 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(lái)工作的 三 光傳感器的應(yīng)用 鼠標(biāo)器 1 機(jī)械鼠標(biāo)器的主要構(gòu)造圖 2 工作原理 當(dāng)鼠標(biāo)在桌面上滾動(dòng)時(shí) 滾球的運(yùn)動(dòng)通過(guò)滾軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng) 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(hào) 計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)X y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào) 處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移 滾球 滾軸與碼盤 紅外發(fā)射管與紅外接收管 斷續(xù)的光脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖 三 光傳感器的應(yīng)用 火災(zāi)報(bào)警器 1 結(jié)構(gòu)圖 2 工作原理 在沒有發(fā)生火災(zāi)時(shí) 光電三極管收不到LED發(fā)出的光 呈現(xiàn)高電阻狀態(tài) 當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí) 產(chǎn)生大量煙霧 煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)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(cè)出這種變化 就會(huì)發(fā)出警報(bào) 小結(jié) 1 溫度傳感器的應(yīng)用 1 電飯鍋 2 測(cè)溫儀 2 光傳感器的應(yīng)用 1 鼠標(biāo)器 2 火災(zāi)報(bào)警器 溫度傳感器的應(yīng)用 例1 如圖甲為在溫度為10 左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)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(shí) 電壓鑒別器使S斷開 停止加熱 恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在 35 解 設(shè)電路兩端電壓為為U 當(dāng)Uab 0時(shí) 有解得Rt 20k 由圖乙可知 當(dāng)Rt 20k 時(shí) t 35 光傳感器的應(yīng)用 例2 如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)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(dòng)時(shí) A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào) 被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 由電子電路記錄和顯示 若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n 累計(jì)脈沖數(shù)為N 則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)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 車輪的半徑R和齒輪P 光束原來(lái)是連續(xù)的 是轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪使光束變?yōu)槊}沖 因此脈沖情況必定與齒輪 或車輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān) 也就與速度和行程有關(guān) 根據(jù)速度的意義和車正常行駛的情況 應(yīng)有v 2 Rf 其中R為車輪的半徑 f為單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) 若車輪的齒數(shù)為P 則轉(zhuǎn)一圈應(yīng)有P個(gè)脈沖被B接收到 因此有代入上式 有同樣 根據(jù)行程的意義 應(yīng)有 其中f為整個(gè)行程中車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) 而 所以可見 還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是車輪的半徑R和齒輪齒數(shù)P 速度和行程的表達(dá)式如上面兩式所示