遼寧省大連市高中物理第6章傳感器6.2傳感器的應(yīng)用一課件新人教版.pptx

1、導(dǎo) 入 新 課,來自BBC的報道，日本大阪大學(xué)科學(xué)家Hiroshi Ishiguru教授日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌的機(jī)器人“ Repliee Q1”?！八蹦苷Ｑ?，說話，做手勢，甚至呼吸！皮膚則由類似人類皮膚的硅化物覆蓋。,這樣的機(jī)器人是如何控制的呢？這節(jié)課我們就來解釋其中的奧秘。,第二節(jié) 傳感器的應(yīng)用（一）,（1）知識與技能 了解傳感器應(yīng)用的一般模式。 理解應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用電子秤的工作原理。 理解聲傳感器的應(yīng)用話筒的工作原理。 理解溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗的工作原理。 會設(shè)計簡單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路。,教 學(xué) 目 標(biāo),（2）過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，了解傳感器在生產(chǎn)、生

2、活中的應(yīng)用。 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)合物理學(xué)的知識，探究電子秤、話筒、電熨斗等的工作原理，從而了解力傳感器、聲傳感器和溫度傳感器的一般應(yīng)用，進(jìn)一步總結(jié)出傳感器應(yīng)用的一般模式。,（3）情感態(tài)度與價值觀 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)動手能力。提高創(chuàng)新意識，提高物理理論知識與實(shí)際相結(jié)合的綜合實(shí)踐能力。 在了解傳感器原理及應(yīng)用時，知道已學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科技社會中的價值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。,教學(xué)重點(diǎn)： 各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。 教學(xué)難點(diǎn)： 傳感器的工作原理，傳感器的實(shí)際應(yīng)用。,教學(xué)重、難點(diǎn),本 節(jié) 導(dǎo) 航,1.力傳感器的應(yīng)用電子秤 2.聲傳感器的應(yīng)用話筒 3.溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗,1.力傳感器

3、的應(yīng)用電子秤,各式各樣的傳感器,小復(fù)習(xí),傳感器： 傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。,非電學(xué)量,敏感元件,轉(zhuǎn)換器件 轉(zhuǎn)換電路,電學(xué)量,原理：,光控繼電器的工作原理是(1)當(dāng)照射光敏電阻時，光敏電阻的阻值 （變大或變小）（2）當(dāng)光照射光敏電阻時，被控電路 （填“接通”或“斷開”）,電源,變小,接通,傳感器應(yīng)用的一般模式,傳感器,放大轉(zhuǎn)換電路,執(zhí)行機(jī)構(gòu),顯示器 （指針式電表數(shù)字屏）,計算機(jī)系統(tǒng),電子秤,電子秤使用的測力裝置是什么？它是由什么元件組成的？,電子秤的測力裝置是力傳感器，它是由一

4、個金屬梁和兩個應(yīng)變片一起組成了測力部分。,簡述力傳感器的工作原理,金屬梁,在金屬梁沒有力的情況下，金屬梁處于水平狀態(tài)，梁的上下應(yīng)變片的長度沒變且相等，兩應(yīng)變片的電阻大小也相等，當(dāng)給金屬梁施加豎直向下的力時，金屬梁會向下彎曲，使得金屬梁上面的應(yīng)變片被拉長，電阻變大，兩端電壓也變大，而下邊的應(yīng)變片被擠壓收縮，電阻變小，兩端的電壓也減小，使得兩應(yīng)變片兩端電壓值不相等，存在差值，控制電路就通過這個差值，經(jīng)過放大電路將差值信號放大，再在顯示器上顯示出數(shù)字，即力F的大小。,應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？,應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學(xué)量。,數(shù)顯電子秤電路原理如圖所示,2.聲傳感

5、器的應(yīng)用話筒,提問：話筒的作用是什么？,把聲信號轉(zhuǎn)化為電信號,（1）說明動圈式話筒的工作原理和工作過程。 （2）說明電容式話筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么？ （3）駐極體話筒的工作原理是什么？有何優(yōu)點(diǎn)？,思考回答,音圈,永久磁鐵,動圈式話筒,原理：膜片接收到聲波后引起振動，連接在膜片上的線圈隨著一起振動，線圈在永磁體的磁場里振動從而產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化都由聲波決定，這個信號電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。,電容式話筒,原理：絕緣支架，薄金屬膜和固定電極形成一個電容器，被直流電源充電。當(dāng)聲波使膜片振動時，電容

6、發(fā)生了變化，電路中形成變化的電流，于是電阻兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓。,電容式話筒的工作原理：利用電容器充放電形成的充放電電流。,優(yōu)點(diǎn)：保真度好,駐極體話筒,它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波，其工作原理與電容式話筒類似，但是工作的電壓只須 36 V，特點(diǎn)：體積小，重量輕，價格便宜，靈敏度高，常用在盒式錄音機(jī)、聲控玩具等便宜的家電上。,用示波器觀察話筒的工作,較弱的聲音,擴(kuò)音器,揚(yáng)聲器,宏音,3.溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗,實(shí)驗(yàn)：,傳感器,溫度控制電路通斷,原因：雙金屬片,銅的膨脹系數(shù)大于鐵,電燙斗的構(gòu)造,調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性銅片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制不同溫

7、度的目的。,課 堂 小 結(jié),1.力傳感器的應(yīng)用電子秤2.聲傳感器的應(yīng)用話筒3.溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗4.力傳感器是把力信號轉(zhuǎn)換成電信號5.聲傳感器是把聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號6.溫度傳感器往往是用來進(jìn)行自動控制,高 考 鏈 接,1.（03年上海理綜12）用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是（ ） A. 紅外報警裝置 B. 走廊照明燈的聲控開關(guān) C. 自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D. 電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器,A,2.（2003上海試題）唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金

8、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時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。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. 膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變 D. 膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,B,課 堂 練 習(xí),1.關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是（ ） A. 應(yīng)變片是由多用半導(dǎo)體材料制成 B. 當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之，變小 C. 傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電 D. 外力越大，輸出的電壓差值也越大,ABD,2.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機(jī)，機(jī)內(nèi)

9、的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，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?） A. 改變了濕度 B. 改變了溫度 C. 改變了磁場 D. 改變了電容,D,3.如圖是一火警報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之間接報警器。當(dāng)傳感器 R2 所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓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,B,教材習(xí)題答案,1.解答：（1）電冰箱內(nèi)溫度較高時，密封系統(tǒng)中的壓強(qiáng)增大，盒體膨脹，膜盒3通過小柱體推動彈簧片4，使動觸點(diǎn)5與靜觸點(diǎn)6接觸，控制壓縮機(jī)自動開始工作，而在達(dá)到設(shè)定的低溫時拉簧7帶動彈簧片4將觸點(diǎn)5、6斷開，使壓縮機(jī)停止工作。,（2）凸輪8轉(zhuǎn)動會改變連桿9對彈簧7的拉力，該拉力與彈性膜盒3產(chǎn)生的推力共同控制彈簧片4的運(yùn)動。具體說，當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動凸輪8時，連桿9對彈簧7的拉力增大，要使觸點(diǎn)5、6接觸，需要膜盒3產(chǎn)生的拉力增大，膜盒3體積膨脹增加變大，那么冰箱內(nèi)的設(shè)定溫度增高。故旋轉(zhuǎn)凸輪可以改變設(shè)定的溫度。,2.解答：該同學(xué)是依據(jù)牛頓第二定律和胡克定律設(shè)計的，電路在原理上可行，當(dāng)滑動片P在滑動變阻器中央時，P、Q等勢，電壓表指針指中央零點(diǎn)。 這個裝置可