6.2传感器的应用(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-2）

6.2 传感器的应用 光敏电阻 光照 放大器 M N N 被控电路 光控继电器的工作原理是:当照射光敏电阻时, (1)光敏电阻的阻值 (变大或变小)； (2) 被控电路 (填“接通”或“断开”)。 光控设备 电源 变小 接通 传感器应用的一般模式 传感器 放大转换电路 执行机构 显示器 （指针式电表 数字屏） 计算机系统 驱动其他元件工作 显示所测量的数据 处理所测量的数据 一、力传感器的应用——电子秤 金属梁自由端受力 F 金属梁发生弯曲 应变片的电阻变化 两应变片上电压的差值变化 金属梁 U1 U2 两个应变片的形变引起电阻变化,致使两个应变片的电压差变化 力（形变 ） 电压 应变片测力原理： 如图所示，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，则梁发生弯曲，上表面拉伸下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。F越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化就越大。 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。所以，外力F越大，输出的电压差值也就越大。 力传感器的工作原理:两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化 机理 半导体材料 应变片 金 属 梁 上 下 表 面 各 贴 一 个 应 变 片 自由端受到向下压力 梁发生弯曲 上表面拉伸 下表面压缩 R增大 R减小 片 应 变 F 越大 应变片中 R 变化越大 I 恒定 输出电压差大 10 1.电子秤使用的测力装置是什么?它是由什么元件组成的? 3.应变片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. 装置:力传感器 组成:金属梁和应变片 形变 电压 两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化 思考与讨论 思维拓展： 电子秤里有应变片、电压放大器、模数转换器、微处理器和数字显示器等器件。电阻应变片受到力的作用时，它的电阻会发生变化，把应变片放在合适的电路中，它能够把物体作用力F这个力学量转换为电压U这个电学量，因而电子秤是力传感器的应用。 　关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是(　　) A．应变片是由导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C．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 应变片多用半导体材料制成 传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差且随外力增大，输出电压差值增大 1 二、温度传感器的应用——电熨斗 原理:热胀冷缩 常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。 1.双金属片温度传感器 玻璃泡 静触片 U形动触片 1）双金属片的特点： 两金属片热膨胀系数不同。 2）双金属片的工作原理： 玻璃泡 静触片 U形动触片 3）双金属片的作用： 温控开关 实验： 取一个报废的日光灯启辉器，去掉外壳，敲碎氖泡的玻璃，可以看到一个U形的双金属片，双金属片的旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点，常温下触点是分离的，用火焰靠近金属片，可以看到双金属片的形状变化，与金属丝接触；熄灭火焰，双金属片逐渐恢复原状，两个触点分离。启动器用作温控开关，可以自动控制小灯泡的亮暗。 2.双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 电烫斗的构造： 双金属片温度传感器的作用：控制电路的通断。 电熨斗也装有双金属片温度传感器，作用是自动控制电路的通断。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，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，起到自动控制温度的作用。 ①常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？ 答：常温下，上、下触点应 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，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． 思考与讨论 ②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？ 答：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，达到控制在不同温度的目的． 如图所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是(　　) A．常