高中物理《傳感器的應用》動圈式話筒的原理 素材（新人教版選修3-2）

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111 動圈式話筒的原理 圖1 話筒是把聲音轉變?yōu)殡娦盘柕难b置．圖1是動圈式話筒的構造原理圖，它是利用電磁感應現象制成的． 當聲波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動，音圈在永磁體的磁場里振動從而產生感應電流（電信號），感應電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化都由聲波決定，這個信號電流經擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發(fā)出放大的聲音。 電容式傳感器 電容器的電容C決定于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質這幾個因素．如果某一物理量（如角度θ、位移s、深度h等）的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，有這種用途的電容器稱為電容式傳感器． 圖2是用來測定角度θ的電容式傳感器．當動片與定片之間的角度θ發(fā)生變化時，引起極板正對面積S的變化，使電容C發(fā)生變化．知道C的變化，就可以知道θ的變化情況． 圖3是測定液面高度h的電容式傳感器，在導線芯的外面涂上一層絕緣物質，放入導電液體中，導線芯和導電液體構成電容器的兩個極，導線芯外面的絕緣物質就是電介質．液面高度h發(fā)生變化時，引起正對面積發(fā)生變化，使電容C發(fā)生變化．知道C的變化，就可以知道h的變化情況． 圖4是測定壓力F的電容式傳感器，待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，就可以知道F的變化情況。 圖2 圖3 圖4 圖5 圖5是測定位移x的電容式傳感器，隨著電介質進入極板間的長度發(fā)生變化，就可以知道x的變化情況 實際中有各種各樣的傳感器．它們都是根據各種物換效應設計而成的，我們在初中學過，導線的電阻決定于導線的橫截面積、長度和溫度等因素，由此可以制成電阻式傳感器，用來測定壓力、溫度等物理量． 圖6 傳感器是把非電學物理量（如位移、速度、壓力、溫度、濕度、流量、聲強、光照度等）轉換成電學量（如電壓、電流等）的一種元件．傳感器輸入的是非電學物理量x，輸出的是電學量y（圖6）。將非電學物理量轉換成電學量后，測量比較方便，而且能輸入到計算機進行處理．各種傳感器是自動控制設備中不可缺少的元件，已經滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護、交通運輸以至家庭生活等多種領域． 學習物理要有應用意識，善于把所學知識應用于實際中，同學們應該在這方面作出努力！ 111