【物理】6.3《传感器的应用(二)》课件(新人教选修3-2)

6.3《传感器的应用(二)》课件(新人教选修3-2)

6.3 传感器的应用(二)

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温度传感器的应用-------电饭锅1、感温铁氧体的特点：常温下具有铁 磁性，能够被磁体吸引，但是温度上 升到约103℃时，就失去了铁磁性，不 能被磁体吸引了。注意：这个温度在 物理学中称为 该材料的“居里温度” 或“居里点”。 思考： 取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永 磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经 过一段时间后会发生什么现象？ 现象：当用电烙铁给铁氧体加热时，经过一段时间，铁 氧体就会失去磁性,两者分离。

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2、电饭锅的原理内胆底 感温铁氧体 电热板 转轴 手动开关

永磁铁

接线螺丝

思考与讨论：

触点

(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个 按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？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。

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(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？ 为什么？

水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。

(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变 化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？ 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，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而 停止加热.(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？

不能，因为一般情况下沸水只能达到100 ℃

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温度传感器的应用-------测温仪阅读教材，思考并回答下列问题： (1)温度传感器测温仪有何优点？ 可以远距离读取温度的数值.因为温度信号变成电信号 后可以远距离传输. (2)常见的测温元件有哪些？ 热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等. 热电偶：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起 来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个焊接点1和 2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回 路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应。热 电偶就是利用这一效应来工作的。

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光传感器的应用应用一、鼠标器 1、机械鼠标器的主要构造图

码盘

红外发射管 (LED)

滚轴 滚球

红外接收管工作原理：当鼠标在左 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。

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应用二、火灾报警器 1、结构图

2、工作原理： 在没有发生火灾时，光电三极管收不到LED发出 的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量

烟雾， 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。

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小1、温度传感器的应用

结(1)电饭锅 (2)测温仪(1)鼠标器

2、光传感器的应用

(2)火灾报警器

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温度传感器的应用例1.如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某 自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变 化的图线如图乙所示.当 a、b端电压 Uab<0时，电压 鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使 箱内温度提高；当Uab>0时，电压鉴别器使 S断开，停 止加热，恒温箱内的温度恒定在 ℃.

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解：设电路两端电压为为U,当Uab=0时， 有

U U R1 R3 R1 R2 R3 Rt

解得Rt=20 kΩ 由图乙可知，当Rt=20 kΩ时，t=35℃.

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光传感器的应用例2、如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和 行程的装臵示意图。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

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光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲 情况必定与齿轮(或车轮)的转动有关，也就与速度和行程有 关。 根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有 v=2πR f,其中R为 车轮的半径，f为单位时间内车轮转过的圈数；若车轮 齿数为P,则转一圈应有P个脉冲被B接收到，因此有 代入上式， n 有 f

2 Rn v P

同样，根据行程的意义，应有，其中 f为整个行程中车轮

P

N 转过的圈数；而 f P

,所以

2 RN s P

可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半径 R和齿轮 齿数P,速度和行程的表达式如上面两式所示。

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例2、如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和 行程的装臵示意图。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 车轮的半径R和齿轮数P 是 ，小车速度的表达式为v= =

2 RN P

2 Rn P。

;行程的表达式为