《傳感器上課》課件

傳感器的應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用1傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫度、濕度、流量、聲強(qiáng)、光照度等）轉(zhuǎn)換成易于測量、傳輸、處理的電學(xué)量（如電壓、電流、電容等）的一種組件，起自動(dòng)控制作用。一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分組成，如：一、傳感器的含義非電物理量轉(zhuǎn)換器件敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量二、傳感器的分類1.力電傳感器

力電傳感器主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫2

力電傳感器:主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。

力電傳感器:主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、3例1：某學(xué)生為了測量一個(gè)物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面受到的壓力（比例系數(shù)為k）如圖所示，測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放上物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U。

現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體的測量m。

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。

（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。

（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題。

力電轉(zhuǎn)換器＋＋－－輸出輸入受壓面例1：某學(xué)生為了測量一個(gè)物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)4(1)設(shè)計(jì)電路如圖

(2)測量步驟與結(jié)果:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零,②將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0,③將待測物放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U由U0=km0g,得k=U0/m0gU=kmg,所以m=m0U/U0(1)設(shè)計(jì)電路如圖

(2)測量步驟與結(jié)果:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變5例題2：（風(fēng)力測定儀）如圖所示為一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖，圖中P為金屬球，懸掛在一細(xì)長裸金屬絲下面，O是懸掛點(diǎn)，R0是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細(xì)金屬絲始終保持良好接觸，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)電路中的電流為I，有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度θ（θ與風(fēng)力大小有關(guān)），細(xì)金屬絲與電阻絲在C/點(diǎn)接觸，已知風(fēng)力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的質(zhì)量為M，電阻絲單位長度的電阻為k，電源內(nèi)電阻和細(xì)金屬絲電阻均不計(jì)，金屬絲偏轉(zhuǎn)θ角時(shí)，電流表的示數(shù)為I/，此時(shí)風(fēng)力大小為F，試寫出：

①風(fēng)力大小F與θ的關(guān)系式；②風(fēng)力大小F與電流表示數(shù)I/的關(guān)系式。③此裝置所測定的最大風(fēng)力是多少？R0OPDBθCA電源例題2：（風(fēng)力測定儀）如圖所示為一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖6例3(1)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度。滑塊上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）A.方向向左，大小為kS/mB．方向向右，大小為kS/mC．方向向左，大小為2kS/mD.方向向右，大小為2kS/m01010UPD例3(1)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要7(2)若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a的函數(shù)關(guān)系式。01010UPU0解：a=2kS/m∴S=ma/2kU=U0Rx/R=U0S/L=maU0/2kL=mU0a/2kL∝a(2)若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)8例題4：加速度計(jì)是測定物體加速度的儀器，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇后宇宙飛船制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。如圖為應(yīng)變式加速度計(jì)示意圖，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器R上自由滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，已知：敏感元件的質(zhì)量為m，兩彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總電阻為R，有效長度為L，靜態(tài)時(shí)輸出電壓為U0。試求加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式。

①滑動(dòng)觸頭左右移動(dòng)過程中，電路中電流如何變化？②若車的加速度大小為a，則兩彈簧的形變量是多少？③求加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式敏感元件輸出信號(hào)ER例題4：加速度計(jì)是測定物體加速度的儀器，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、9熱電傳感器:熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化的原理制成的，如各種家用電器（空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)、電飯煲等）的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。例題1.（2003上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法正確的是()A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B

該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

熱電傳感器:熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫10例2.日光燈的啟動(dòng)器也可看成是一個(gè)熱敏傳感裝置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你能說出啟動(dòng)器的工作原理嗎？U形動(dòng)觸片靜觸片氖泡圖1解析：日光燈啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關(guān)閉合后，啟動(dòng)器兩極之間有電壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使U形動(dòng)觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸片接觸，電路接通；溫度降低時(shí)，U動(dòng)觸片向里收縮，離開觸點(diǎn)，切斷電路。例2.日光燈的啟動(dòng)器也可看成是一個(gè)熱敏傳感裝置，它的熱敏功能11例3.電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷.例3.電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷.122。熱電傳感器

熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化的原理制成的，如各種家用電器（空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)、電飯煲等）的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。

例題：如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（

）A.I變大，U變大B.I變小，U變小C.I變小，U變大D.I變大，U變小R1R2R3AabEr

解：出現(xiàn)火情時(shí)溫度升高，R2減小，R總減小，I總增大，Uab減小，U并減小，IA減小，2。熱電傳感器熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻13例6.如圖所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能．常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度．如果將該元件接到220V恒定電壓下，則（）A．通電后，其電功率先增大后減小B．通電后，其電功率先減小后增大C．當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1不變D．當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1到t2之間的某一值不變t/℃Rt2t1例6.如圖所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變14例7.右圖是一個(gè)溫度傳感器的原理示意圖,Rt是一個(gè)熱敏電阻器。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的。思考方向：1、兩電阻采取什么連接方式？2、轉(zhuǎn)變的電信號(hào)應(yīng)該是哪個(gè)電學(xué)量？3、電壓表測的是哪個(gè)電阻的電壓？VRtR溫度升高或降低導(dǎo)致Rt阻值發(fā)生變化，使電路中電流也發(fā)生變化，導(dǎo)致R上的電壓也發(fā)生改變，因此電壓表讀數(shù)將會(huì)發(fā)生變化，從而就將溫度的化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。例7.右圖是一個(gè)溫度傳感器的原理示意圖,Rt是一個(gè)熱敏電阻器15例13.用如圖示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警。可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。aedcb例13.用如圖示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是16光電傳感器:

光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。如果是光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原理制成的。如自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理。例1.如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于Ω檔，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷（）A.θ′=θB.θ′<θC.θ′>θD.不能確定θ和θ的關(guān)系′

θ光電傳感器:光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或17例2.如圖是天花板上裝的火災(zāi)報(bào)警器，平時(shí)，發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對(duì)光線向各個(gè)方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．例2.如圖是天花板上裝的火災(zāi)報(bào)警器，平時(shí)，發(fā)光二極管18例5.如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是傳送帶上物品，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（）（A）當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓（B）當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓（C）信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次（D）信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次AR1R2信號(hào)處理系統(tǒng)例5.如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中A是發(fā)光儀器194.聲電傳感器

例題1.（2003上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法正確的是()A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B

該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

4.聲電傳感器20例2.動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,圖6-2-3甲所式是話筒原理,圖6-2-3乙所式是錄音機(jī)的錄音、放音原理圖,由圖可知:①話筒工作時(shí)錄音磁鐵不動(dòng),線圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流.②錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流③錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化了的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場④錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場其中正確的是:()A②③④B①②③C①②④D①③④C例2.動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,圖6-2-21電容傳感器

：電容器的電容C決定于極板的正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，則通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。例1.隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋ǎ〢.改變了濕度B.改變了溫度

C.改變了磁場D.改變了電容電容傳感器：電容器的電容C決定于極板的正對(duì)面積S、極板間距22電感傳感器電感式傳感器是利用線圈的自感或互感的變化來實(shí)現(xiàn)測量或控制的一種裝置，一般要利用磁場作為媒介或利用磁體的某些現(xiàn)象。錄音機(jī)NS實(shí)例：磁性物質(zhì)探測報(bào)警器電感傳感器電感式傳感器是利用線圈的自感或互感的變化來實(shí)現(xiàn)測量23《傳感器上課》課件24傳感器的應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用25傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫度、濕度、流量、聲強(qiáng)、光照度等）轉(zhuǎn)換成易于測量、傳輸、處理的電學(xué)量（如電壓、電流、電容等）的一種組件，起自動(dòng)控制作用。一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分組成，如：一、傳感器的含義非電物理量轉(zhuǎn)換器件敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量二、傳感器的分類1.力電傳感器

力電傳感器主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫26

力電傳感器:主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。

力電傳感器:主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、27例1：某學(xué)生為了測量一個(gè)物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面受到的壓力（比例系數(shù)為k）如圖所示，測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放上物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U。

現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體的測量m。

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。

（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。

（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題。

力電轉(zhuǎn)換器＋＋－－輸出輸入受壓面例1：某學(xué)生為了測量一個(gè)物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)28(1)設(shè)計(jì)電路如圖

(2)測量步驟與結(jié)果:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零,②將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0,③將待測物放在轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U由U0=km0g,得k=U0/m0gU=kmg,所以m=m0U/U0(1)設(shè)計(jì)電路如圖

(2)測量步驟與結(jié)果:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變29例題2：（風(fēng)力測定儀）如圖所示為一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖，圖中P為金屬球，懸掛在一細(xì)長裸金屬絲下面，O是懸掛點(diǎn)，R0是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細(xì)金屬絲始終保持良好接觸，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)電路中的電流為I，有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度θ（θ與風(fēng)力大小有關(guān)），細(xì)金屬絲與電阻絲在C/點(diǎn)接觸，已知風(fēng)力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的質(zhì)量為M，電阻絲單位長度的電阻為k，電源內(nèi)電阻和細(xì)金屬絲電阻均不計(jì)，金屬絲偏轉(zhuǎn)θ角時(shí)，電流表的示數(shù)為I/，此時(shí)風(fēng)力大小為F，試寫出：

①風(fēng)力大小F與θ的關(guān)系式；②風(fēng)力大小F與電流表示數(shù)I/的關(guān)系式。③此裝置所測定的最大風(fēng)力是多少？R0OPDBθCA電源例題2：（風(fēng)力測定儀）如圖所示為一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖30例3(1)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為S，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）A.方向向左，大小為kS/mB．方向向右，大小為kS/mC．方向向左，大小為2kS/mD.方向向右，大小為2kS/m01010UPD例3(1)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要31(2)若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片P產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)U，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出U與a的函數(shù)關(guān)系式。01010UPU0解：a=2kS/m∴S=ma/2kU=U0Rx/R=U0S/L=maU0/2kL=mU0a/2kL∝a(2)若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)32例題4：加速度計(jì)是測定物體加速度的儀器，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇后宇宙飛船制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。如圖為應(yīng)變式加速度計(jì)示意圖，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器R上自由滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，已知：敏感元件的質(zhì)量為m，兩彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總電阻為R，有效長度為L，靜態(tài)時(shí)輸出電壓為U0。試求加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式。

①滑動(dòng)觸頭左右移動(dòng)過程中，電路中電流如何變化？②若車的加速度大小為a，則兩彈簧的形變量是多少？③求加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式敏感元件輸出信號(hào)ER例題4：加速度計(jì)是測定物體加速度的儀器，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、33熱電傳感器:熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化的原理制成的，如各種家用電器（空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)、電飯煲等）的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。例題1.（2003上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法正確的是()A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B

該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

熱電傳感器:熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫34例2.日光燈的啟動(dòng)器也可看成是一個(gè)熱敏傳感裝置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你能說出啟動(dòng)器的工作原理嗎？U形動(dòng)觸片靜觸片氖泡圖1解析：日光燈啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關(guān)閉合后，啟動(dòng)器兩極之間有電壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使U形動(dòng)觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸片接觸，電路接通；溫度降低時(shí)，U動(dòng)觸片向里收縮，離開觸點(diǎn)，切斷電路。例2.日光燈的啟動(dòng)器也可看成是一個(gè)熱敏傳感裝置，它的熱敏功能35例3.電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷.例3.電熨斗：利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷.362。熱電傳感器

熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化的原理制成的，如各種家用電器（空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)、電飯煲等）的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。

例題：如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（

）A.I變大，U變大B.I變小，U變小C.I變小，U變大D.I變大，U變小R1R2R3AabEr

解：出現(xiàn)火情時(shí)溫度升高，R2減小，R總減小，I總增大，Uab減小，U并減小，IA減小，2。熱電傳感器熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻37例6.如圖所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能．常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度．如果將該元件接到220V恒定電壓下，則（）A．通電后，其電功率先增大后減小B．通電后，其電功率先減小后增大C．當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1不變D．當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1到t2之間的某一值不變t/℃Rt2t1例6.如圖所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變38例7.右圖是一個(gè)溫度傳感器的原理示意圖,Rt是一個(gè)熱敏電阻器。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的。思考方向：1、兩電阻采取什么連接方式？2、轉(zhuǎn)變的電信號(hào)應(yīng)該是哪個(gè)電學(xué)量？3、電壓表測的是哪個(gè)電阻的電壓？VRtR溫度升高或降低導(dǎo)致Rt阻值發(fā)生變化，使電路中電流也發(fā)生變化，導(dǎo)致R上的電壓也發(fā)生改變，因此電壓表讀數(shù)將會(huì)發(fā)生變化，從而就將溫度的化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。例7.右圖是一個(gè)溫度傳感器的原理示意圖,Rt是一個(gè)熱敏電阻器39例13.用如圖示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警?？晒┻x擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。aedcb例13.用如圖示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是40光電傳感器:

光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。如果是光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原理制成的。如自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理。例1.如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于Ω檔，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷（）A.θ′=θB.θ′<θC.θ′>θD.不能確定θ和θ的關(guān)系′

θ光電傳感器:光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或41例2.如圖是天花板上裝的火災(zāi)報(bào)警器，平時(shí)，發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對(duì)光線向各個(gè)方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．例2.如圖是天花板上裝的火災(zāi)報(bào)警器，平時(shí)，發(fā)光二極管42例5.如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是傳送帶上物品，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（）（A）當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲