第六章第六章 传感器传感器传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式光敏电阻光照光照放大器MN N被控电路光控继电器光控继电器的工作的工作原理原理是是:当照射光敏电阻时当照射光敏电阻时,(1)光敏电阻的阻值光敏电阻的阻值 (变大或变小变大或变小)； (2) 被控电路被控电路 (填填“接通接通”或或“断开断开”)。光控设备光控设备电源变小变小接通接通一、力传感器的应用一、力传感器的应用电子秤电子秤1.电子秤使用的测力装置是什么电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的它是由什么元件组成的?2.简述力传感器的工作原理简述力传感器的工作原理.装置装置:力传感器力传感器 元件元件:金属梁和金属梁和应变应变片片 一、力传感器的应用一、力传感器的应用电子秤电子秤金属梁金属梁U1U2两个两个应变片应变片的的形变形变引起引起电阻变化电阻变化 致使两个应变片的致使两个应变片的电压差变化电压差变化 1.电子秤使用的测力装置是什么电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的它是由什么元件组成的?3.应变片应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？能够把什么力学量转化为什么电学量？2.简述力传感器的工作原理简述力传感器的工作原理.装置装置:力传感器力传感器 组成组成:金属梁和金属梁和应变应变片片 形变形变 电压电压 一、力传感器的应用一、力传感器的应用电子秤电子秤两个两个应变片应变片的的形变形变引起引起电阻变化电阻变化 致使两个应变片的致使两个应变片的电压差变化电压差变化 练习练习1.关于电子秤中应变式力传感器的说法正关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是确的是 （ ）A.应变片常用半导体材料制成应变片常用半导体材料制成B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大当应变片的表面拉伸时，其电阻变大反之，变小反之，变小C.传感器输出的是应变片上的电压传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大，输出的电压差值也越大外力越大，输出的电压差值也越大ABD二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒阅读教材阅读教材56页有关内容，思考并回答页有关内容，思考并回答:（1）话筒的作用话筒的作用是什么？是什么？（2）说说明明动动圈圈式式话话筒筒的的工工作作原原理理和和工工作作过程。过程。（3）说说明明电电容容式式话话筒筒的的工工作作原原理理和和工工作作过程。这种话筒的优点是什么？过程。这种话筒的优点是什么？（4）驻驻极极体体话话筒筒的的工工作作原原理理是是什什么么？有有何优点？何优点？ 话筒的作用是把话筒的作用是把声信号声信号转化为转化为电信号电信号 二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒 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的的线圈中产生随声波变化的感应电流。线圈中产生随声波变化的感应电流。1、动圈式话筒：、动圈式话筒：音圈音圈二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒金属膜片金属膜片永久永久磁铁磁铁工作原理工作原理:电磁感应电磁感应. 练习练习2:(2003上海试题上海试题)唱卡拉唱卡拉OK用的话筒用的话筒,内内有传感器有传感器.其中有一种是动圈式的其中有一种是动圈式的,它的工作它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈属线圈,线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中,当声波使当声波使膜片前后振动时膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信就将声音信号转变为电信号号.下列说法正确的是下列说法正确的是( )A.该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势动势B2、电容式话筒：、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,电电容容发发生生变变化化,电电路路中中形形成成变变化化的的电电流流,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变化规律相同的电压变化规律相同的电压.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练习练习3：电容式话筒将声音信号被话：电容式话筒将声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的的原因可能是容器两板间的( )A.距离变化距离变化 B.正对面积变化正对面积变化C.介质变化介质变化 D.电压变化电压变化A3、驻极体驻极体话筒：话筒：原原理理:电电介介质质极极化化.(它它由由内内部部的的驻驻极极体体塑塑料料膜感受声波膜感受声波. 工作电压工作电压: 36 V.)特特点点：体体积积小小，重重量量轻轻，价价格格便便宜宜，灵灵敏敏度度高高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上驻极体驻极体背极背极塑料膜塑料膜空隙空隙较弱的声音扩音器扩音器扬声器扬声器1.话筒的作用是把话筒的作用是把_信号转化为信号转化为_信号。信号。 2.动圈式话筒的工作原理：动圈式话筒的工作原理：声音声音声音声音 电磁感应电磁感应电电电电 3.电容式话筒的工作原理：电容式话筒的工作原理：电容发生变化电容发生变化4.驻极式话筒的工作原理：驻极式话筒的工作原理：电介质极化电介质极化二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗1.双金属片温度传感器双金属片温度传感器 思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器思考：双金属片温度传感器的作用是什么？的作用是什么？的作用是什么？的作用是什么？作用：控制电路的通断。作用：控制电路的通断。三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗原理原理:热胀冷缩热胀冷缩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同同，双双金金属属片片形形状状发发生生变变化化，使使触触点接触。点接触。(1)双金属片温度传感器双金属片温度传感器 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗电烫斗的构造：电烫斗的构造：(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 (2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：常常常常温温温温下下下下，上上上上、下下下下触触触触点点点点应应应应是是是是接接接接触触触触的的的的还还还还是是是是分分分分离离离离的的的的？当当当当温温温温度度度度过过过过高高高高时时时时，双双双双金金金金属属属属片片片片将将将将怎怎怎怎样样样样起作用？起作用？起作用？起作用？熨熨熨熨烫烫烫烫棉棉棉棉麻麻麻麻衣衣衣衣物物物物和和和和熨熨熨熨烫烫烫烫丝丝丝丝绸绸绸绸衣衣衣衣物物物物需需需需要要要要设设设设定定定定不不不不同同同同的的的的温温温温度度度度，这这这这是是是是如如如如何何何何使使使使用用用用调调调调温温温温旋旋旋旋钮钮钮钮来来来来实实实实现的？现的？现的？现的？三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：常常常常温温温温下下下下，上上上上、下下下下触触触触点点点点应应应应是是是是接接接接触触触触的的的的还还还还是是是是分分分分离离离离的的的的？当当当当温温温温度度度度过过过过高高高高时时时时，双双双双金金金金属属属属片片片片将将将将怎怎怎怎样样样样起作用？起作用？起作用？起作用？ 答：常温下，上、下触答：常温下，上、下触答：常温下，上、下触答：常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，点应是接触的，但温度过高时，点应是接触的，但温度过高时，点应是接触的，但温度过高时， 由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用动控制温度的作用动控制温度的作用动控制温度的作用 (2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：熨熨熨熨烫烫烫烫棉棉棉棉麻麻麻麻衣衣衣衣物物物物和和和和熨熨熨熨烫烫烫烫丝丝丝丝绸绸绸绸衣衣衣衣物物物物需需需需要要要要设设设设定定定定不不不不同同同同的的的的温温温温度度度度，这这这这是是是是如如如如何何何何使使使使用用用用调调调调温温温温旋旋旋旋钮钮钮钮来来来来实实实实现的？现的？现的？现的？ 答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨答：熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的烫丝绸衣物需要设定不同的烫丝绸衣物需要设定不同的烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的控制在不同温度的目的控制在不同温度的目的控制在不同温度的目的 (2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:1.电熨斗电熨斗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、连杆思考与讨论：思考与讨论：1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？定低温后就自动停止工作？2、凸轮为什么可以改变设定的温度？、凸轮为什么可以改变设定的温度？氯甲烷及它的蒸气氯甲烷及它的蒸气三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:2.电电冰箱冰箱思考与讨论：思考与讨论：1、应该把恒温箱中的加热器接在、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是还是 C、D 之间呢？之间呢？2、要使箱内温度保持、要使箱内温度保持100，可变电阻，可变电阻R值应值应调节多大？调节多大？三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用:3. 恒温箱恒温箱一、一、力传感器力传感器的应用的应用电子秤电子秤二、二、声传感器声传感器的应用的应用话筒话筒 三、三、温度传感器温度传感器的应用的应用 1.电熨斗电熨斗; 2.电冰箱电冰箱; 3. 恒温箱恒温箱 力传感器是把力传感器是把力力信号转换成信号转换成电电信号；信号； 声传感器是把声传感器是把声声信号转换为信号转换为电电信号信号; 温度传感器常用做温度传感器常用做自动控制开关自动控制开关 例例题题1：（2003上上海海考考题题）演演示示位位移移传传感感器器的的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的的金金属属滑滑杆杆p，通通过过电电压压表表显显示示的的数数据据，来来反反映映物物体体位位移移的的大大小小x。假假设设电电压压表表是是理理想想的的，则则下下列列说法正确的是说法正确的是 ( )A. 物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化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加速度计加速度计 例例2. 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，这这个个系系统统的的重重要要元元件件是是加加速速度度计计。加加速速度度计计的的构构造造和和原原理理的的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的的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的的滑滑块块，滑滑块块的的两两侧侧分分别别与与劲劲度度系系数数均均为为k的的弹弹簧簧相相连连，两两弹弹簧簧的的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，可可通通过过标标尺尺测测出出滑滑块块的的位位移移，然然后后通通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点点的的距距离离为为S，则则这这段段时时间间内内导导弹弹的的加加速度速度 （ ） 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/mD01010UP2. 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的的滑滑动动片片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的的信信息息源源，为为控控制制导导弹弹运运动动状状态态输输入入信信息息，试试写写出出U与与a 的的函函数数关系式。关系式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa