内容正文:
3.2传感器的应用
了解
1.感受量分析
要明确传感器所感受的物理量,如力、热、光、磁、声等。
2.输出信号分析
明确传感器的敏感元件,分析它的输入信号及输出信号,以及输入信号与输出信号间的变化规律。
3.电路结构分析
认真分析传感器所在的电路结构,在熟悉常用电子元件工作特点的基础上,分析电路输出信号与输入信号间的规律。
4.执行机构工作分析
传感器的应用,不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程,还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。
[典型例题]
例1.用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后。汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N(取g=10 m/s2)。
(1)若传感器a的示数为14 N,b的示数为6 N,求此时汽车的加速度大小和方向。
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零?
[解析] (1)如图所示,依题意得左侧弹簧对滑块向右的推力F1=14 N,右侧弹簧对滑块的向左的推力F2=6 N,滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有
F1-F2=ma1 可得a1=eq \f(F1-F2,m)=eq \f(14-6,2) m/s2=4 m/s2
a1与F1同方向,即向前(向右)。
(2)a传感器的读数恰为零,即左侧弹簧的弹力F1′=0,因两弹簧相同,左侧弹簧伸长多少,右侧弹簧就缩短多少,所以右侧弹簧的弹力变为F2′=20 N。
滑块所受合力产生加速度a2,由牛顿第二定律得F合=F2′=ma2 可得a2=eq \f(F2′,m)=10 m/s2,方向向左。
[答案] (1)4 m/s2 方向向右 (2)以方向向左、大小为10 m/s2的加速度运动
1.生活中的传感器
(1)与温度控制相关的家用电器:电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等,都用到温度传感器。
(2)红外传感器:自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等。
(3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等。
2.农业生产中的传感器