传感器的应用ppt课件.pptx

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1、传感器的应用,教学目标,了解传感器应用的一般模式,感受传感技术给人类生活带来的便利，拓展学生的设计思路,了解光敏元件的工作特性，及其在火灾报警器中的应用,了解温度传感器在电熨斗、电饭锅上的应用,了解力传感器在电子秤上的应用,教学重点,教学难点,各种传感器的应用原理及结构,各种传感器的应用原理及结构,前情回顾,什么是传感器？,传感器的作用是什么？,传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断,传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制,传感器输出的电信号

2、相当微弱，难以带动执行机构去实现控制动作,因此要把这个电信号放大,输出的信号进行远距离传送时，为了抵御外界干扰，必须先将信号转换为其他的电信号,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,在超市里，当我们购买水果时，售货员把水果放到表面平整的电子秤上，电子秤即可显示所购水果的质量及应付的钱数，这是为什么？,我们站在表面平整的体重计上，体重计即可显示体重，这是为什么？,体重计,货车开停在地磅上，显示屏即可显示货车是否超重，这是为什么？,进一步理解传感器的概念,理解电容式位移传感器,理解地磅的工作原理,理解加速度计的原理,位移和压力传感器,力

3、传感器的应用电子秤,电子秤使用的测力装置：力传感器,常见的一种力传感器：,应变式力传感器,应变片,金属梁,应变片是一种敏感元件，多用半导体材料制成,力传感器的应用电子秤,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，力F越大，电压差就越大。,形变,电压,金属架,固定,力电传感器：主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。,力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS防抱死制动系统等,力传感器,其他的力传感器电子秤,下面是测物体质量的另外一种方法，你

4、能简述它的原理吗？,形变,电压,某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着：R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置实际上是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同。按图连接电路后，电压表指针的零点调在中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。,问题与练习,你认为他的设计在原理上可行吗？将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个方向偏转？,1、滑动片4指在变阻器正中央时，P、Q等势，电压表指在中央零刻度；,2、如图滑动片4向左端滑动，左端电阻小，电流流过

5、时电势降落小，故Q点电势高于P，电压表指针向零点左侧偏；且加速度越大，偏转越大。,问题与练习,电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多。电熨斗能进行这样的控制，靠的是什么呢？,了解双金属片温度传感器,了解感温铁氧体温度传感器,电熨斗和电饭锅的温度传感器,演示实验,温度传感器的应用,日光灯启动器中的双金属片,火焰靠近gif,火焰远离gif,火焰靠近时，双金属片的形状发生变化，与金属丝接触,火焰远离时，双金属片逐渐恢复原状，两个触点分离,双金属片温度传感器的原理是什么，其作用是什么？,双金属片温度传感器,原理:热胀冷缩,常温下两触点分离。温度升高，两

6、种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。,作用：控制电路的通断,电烫斗的构造：,温度传感器的应用电熨斗,上层金属片的热膨胀系数大于下层的金属片,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？,常温下，上、下触点应是接触的,温度传感器的应用电熨斗,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,温度传感器的应用电熨斗,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

7、现的？,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，图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150。当线圈中的电池大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。（1）应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？（2）如果要使恒温箱内的温度保持100C，可变电阻R的值应调节为多少？,问题与练习,（1）加热器应接在A、B端，析：

8、温度超过后，R电阻减小，线圈电流增大，衔铁被吸合，与C、D接通，A、B断开，加热器停止加热。,（2）可变电阻为100,问题与练习,电饭锅中也应用了温度传感器,电饭锅中的温度传感器：主要元件是感温铁氧体,温度传感器的应用电饭锅,电饭锅的结构：,温度传感器的应用电饭锅,电饭锅的工作原理：,温度传感器的应用电饭锅,1、开始煮饭时，用手压下开关按钮，利用感磁体常温下的铁磁性，可使永磁体与感温磁体将相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，即触点连通。,2、水沸腾后，锅内保持100不变，故感温磁体,3、饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁

9、体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热。当温度降低后，再次感温磁体与永磁体相吸，继续加热,仍与永磁体相吸，继续加热，锅内大致保持100不变,生活中能用电饭锅烧开水吗？,电饭锅原理的反思,如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100 C不变，温度低于“居里点103 C”，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到大约103C时才能自动断电。,许多会议室和宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器,火灾报警器是如何工作的呢？,了解鼠标定位原理,了解火灾报警器原理,光传感器的应用,天花板上的火灾报警器：一般是利用烟雾对光的散射来工作的,光传感器的应用火灾报警器,带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极

10、管(特性：强光下电阻将变小)和不透明的挡板。平时，因挡板的作用，光电三极管收不到LED发出的光，电阻较大；当有烟雾进入罩内，由于烟雾对光的散射，使部分光线照射到光电三极管上，导致其电阻变小。与之相连的电路检测到这种变化，就会发出警报。,结构和原理,光传感器的应用火灾报警器,机械鼠标器的构造,光传感器的应用鼠标器,滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接收管,机械鼠标器的工作原理,当鼠标在桌面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移,断续的光脉冲转换成电压脉冲,光

11、传感器的应用鼠标器,光电传感器：光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管,光敏电阻利用阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的。如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理,光传感器,问题与练习,许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应。（1）它的控制电路中接入了哪几种传感器？（2）从这几种传感器来的信号，通过一个门电路后，进入执行电路。应该使用哪种门电路？,（1）同时使用两种传感器：声传感器(微型驻极体话筒)和光传感器(光敏电阻),（2）采用的逻辑电路是与门,问题与练习,当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一

12、起的磁传感器，它有以下两种。（1）一种是“线性”的。它将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。（2）另一种是“开关型”的，当磁场强到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。,问题与练习,（1）设计方案如图所示。在C形软铁芯1上绕制线圈2，霍尔传感器3置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表4相连。线圈2中通入的待测电流I越强，铁芯间隙中的磁感应强度就越大，则传感器输出的电压也越大。,（2）设计方案如图所

13、示。转动物体1的边缘上嵌入一个永磁体2，霍尔传感器3固定在近旁，并与计数电路和显示屏4相连。物体每转动1周，传感器就输出1个电压脉冲，计数器显示的数字就增加1.配合秒表测出物体在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速,总结传感器的应用,力传感器的应用_,力传感器是把_转换成_,温度传感器的应用_,光传感器的应用_,温度传感器常用做_,这种火灾报警器是利用_来工作,电子秤,力信号,电熨斗，电饭锅,自动控制开关,火灾报警器,烟雾对光的散射,电信号,话筒是一种常用的声传感器,理解动圈式话筒的原理,理解电容式话筒的原理,理解电容式触摸屏的原理,声音传感器和触摸屏,动圈式话筒：,工作原理:电磁感应,膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声波变化的感应电流,声传感器的应用话筒,永久磁铁,金属膜片,音圈,电容式话筒：,声传感器的应用话筒,原理:Q是绝缘支架,薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流,于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压。,优点：保真度好,绝缘支架,固定电极,薄金属膜,【分析】,【解答】,【点评】,练习,【分析】,【解答】,【点评】,例题,【分析】,【解答】,【点评】,例题,【分析】,【解答】,【点评】,例题,