高中物理《传感器及其工作原理》学案9 新人教版选修3-2.doc

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1、第二节传感器的应用(一)【知能准备】一、力传感器的应用－电子秤图－11．电子秤理有___________________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_______________会发生变化，把应变片放在合适的电路中，他能够把物体______________这个力学量转换为______________这个电学量，因而电子秤是_________________的应用。2．工作原理：如图－1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，

2、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__________，下表面应变片的电阻变小。F越大，弯曲形变___________，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，那末上面应变片两端的电压变大，下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。外力越大，输出的电压差值也就____________。二、声传感器的应用－话筒1．话筒是一种常用的____________，其作用是把____________转换成___________。话筒分为____

3、___________，______________，_____________等几种.2．电容式话筒：原理：是绝缘支架，薄金属膜和固定电极形成一个电容器，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R两端就输出了与声音变化规律相同的电压。3．驻极体话筒：它的特点是____________，__________，____________，____________。其工作原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是______________.三、温度传感器的应用－电熨斗1．

4、在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是____________，当温度发生变化时，双金属片的____________不同，从而能控制电路的通断。2．电熨斗的自动控温原理：NMQRE=250V到放大器电容式话筒原理图－2常温下，上、下触点是接触的，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_____________，下部金属膨胀____________，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，重新接通电源，从而保持温度不变。【同步导学】一、疑难

5、分析调温旋钮升降螺丝绝缘支架电热丝触点双金属片金属底板弹性铜片电熨斗的构造1．电容式话筒：原理如图－2所示，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R两端就输出了与声音变化规律相同的电压。2.电熨斗的自动控温原理：内部装有双金属片温度传感器，如图－3所示，其作用是控制电路的通断。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，双金属片向下弯曲，使触电分离，从

6、而切断电源，停止加热，温度降低后，双金属片又恢复原状，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。图－3二、方法点拨传感器放大电路转换执行机构显示器（指针式或电表式数字屏）计算机系统传感器应用的一般模式：三、典型例题：图－4例1．用如图－4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、后壁上各安装一个有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2.0㎏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上其压力大小可以直接从传感器的

7、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，a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10N（取g=10m／s2）（1）若传感器a示数为14N，b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度和方向?（2）当汽车有怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？图－5解析：（１）如图－5所示左侧弹簧对滑块向右的推力Ｆ１＝１４Ｎ，右侧弹簧对滑块的向左的推力Ｆ２＝６.０Ｎ，滑块所受合力产生加速度ａ１，由牛顿第二定律得：Ｆ１－Ｆ２＝ｍａ１，所以ａ１＝４ｍ／ｓ２。同方向，（向右）图－6甲图－6乙(2)传感器a的

8、读数恰为零，即左侧弹簧的弹力=0,所以右测弹簧的弹力变为=20N，由牛顿第二定律有：=ma2，所以a2=10m/s2。方向向左。例2．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图－6甲所式是话筒原理，图－6乙所式是录音机的录音、放音原理图，由图可知:①话筒工作时录音磁铁不动，线圈振动而产生感应电流.②录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流③录音机放音时线圈中变化了的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场④录音机录音时线圈中