6 2传感器的应用 Unit6传感器 一 力传感器的应用 电子秤 弹簧钢制成的梁形元件右端固定 在梁的上下表面各贴一个应变片 在梁的自由端施力F 则梁发生 上表面 下表面 上表面应变片的变大 下表面应变片的电阻变小 F越大 弯曲形变 如果让应变片中通过的电流保持恒定 那么上表面应变片两端的电压变大 下表面应变片两端的电压变小 传感器把这两个电压的差值输出 外力越大 输出的电压差值也就 作用 应变片将物体形变这个力学量转换为电压差这个电学量 一 力传感器的应用 电子秤 二 温度传感器的应用 电熨斗 1 在电熨斗中 装有双金属片温度传感器 其作用是当温度发生变化时 双金属片的受热膨胀系数不同 上部金属膨胀 下部金属膨胀 则双金属片向弯曲 使触点分离 从而能控制电路的通断 二 温度传感器的应用 电熨斗 2 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度 此时可通过调节升降螺丝 升降螺丝带动升降 从而改变触点接触的难易 达到控制在不同温度的目的 二 温度传感器的应用 电饭锅 温度传感器的主要元件是感温铁氧体 a 组成物质 氧化锰 氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成 b 特点 常温下具有铁磁性 能够被磁体吸引 但当温度达到约103 时 就失去铁磁性 c 居里点 又称居里温度 即指103 19世纪末 著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性 就是当磁石加热到一定温度时 原来的磁性就会消失 后来 人们把这个温度叫 居里点 二 温度传感器的应用 电饭锅 电饭锅的工作过程 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 则触点接通 电热板通电加热 水沸腾后 由于锅内保持100 不变 故感温磁体仍与永磁体相吸 继续加热 直到饭熟后 水分被大米吸收 锅底温度升高 当温度升至 居里点到103 时 感温磁铁失去铁磁性 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 思考 能否用电饭锅来烧开水 三 光传感器的应用 火灾报警器 原理 带孔的罩子内装有发光二极管LED 光电三极管和不透明的挡板 平时 光电三极管收不到LED发出的光 呈现高电阻状态 烟雾进入罩内后对光有散射作用 使部分光线照射到光电三极管上 其电阻变小 与传感器连接的电路检测出这种变化 就会发出警报 四 实例 光控开关 1 斯密特触发器实质是一个具有特殊功能的非门 当A端电势高于1 6V时 Y端会输出0 25V的低电势 当A端电势低于0 8V时 Y端会输出3 4V的高电势 可见斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号 1 6V 0 8V A Y 0 25V 3 4V 四 实例 光控开关 1 斯密特触发器实质是一个具有特殊功能的非门 当A端电势高于1 6V时 Y端会输出0 25V的低电势 当A端电势低于0 8V时 Y端会输出3 4V的高电势 可见斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号 2 电路图 四 实例 温度报警器 1 要做到低温时电铃不响 火警时产生高温 电铃响起 在图中虚线处应接入怎样的元件 2 为什么温度高时电铃会被接通 3 为了提高该电路的灵敏度 即报警温度调得稍低些 R的值应大一些还是小一些 光电脉冲测量车速和行程的装置示意图 A为光源 B为光电接收器 A B均固定在车身上 C为小车的车轮 D为与C同轴相连的齿轮 车轮转动时 A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号 被B接收并转换成电信号 由电子电路记录和显示 若实验显示单位时间内脉冲数为n 累计脉冲数为N 则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是 小车速度的表达式为v 行程的表达式为s 例3 如图所示 有电流I流过长方体金属块 金属块宽度为d 高为b 有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里 金属块单位体积内的自由电子数为n 试问金属块上 下表面哪面电势高 电势差是多少 下表面