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高二理化生61传感器及其工作原理ppt模版课件

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61传感器及其工作原理 传感器及其工作原理 高二物理传感器及其工作原理 课件6-1 传感器及其工作原理 传感器及其工作原理ppt课件 6.1传感器及其工作原理 传感器及其工作原理ppt模板
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Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 1、传感器的定义 能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能 按照一定的规律和要求把这些信息转换成可 用输出信息的器件或装置。 2、传感器的分类 物理传感器、化学传感器、生物传感器 一般来说,用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器 其接受的是光、声波、压力等的物理信息称物理传感器 代替嗅觉、味觉功能的传感器,则称化学传感器或生物 传感器 (按感受信息的学科特点不同) Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 传感器工作原理图 敏感元件转换元件接口电路 辅 助 电 源 非电学量 电学量 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (1)、温度传感器部件 (将温度高低转变成电信号 ) 4、常用的传感器部件 温度升高电阻增大 热敏电阻 一般随温度升高电阻减小 (半导体材料) 金属热电阻 半导体的导电机理 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination V 右图是一个温度传感器的原理示意图, Rt是一个热敏电阻器。试说明传感器是 如何把温度值转变为电信号的。 Rt R 温度升高或降低导致Rt阻值发生 变化,使电路中电流也发生变化,导致R上 的电压也发生改变,因此电压表读数将会发生变化, 从而就将温度的化转变为电信号。 思考方向: 1、转变的电信号应该是哪个 电学量? 2、电压表测的是哪个电阻的电压? Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (2)光敏传感器 光照情况 受光表面暴露 电电阻值值的情 况 手遮盖受光 表面 实验 电阻小 电阻大 光敏电阻电阻随光照的增强而减小 (半导体材料) Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (3)气敏传感器部件 思考讨论:气敏传感 器还可以应用于哪些 场合? 1、家里 2、公司 3、商场 4、企业 等,需要检测是否 存在有毒气体泄露 影响人身安全的场合。 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (4)干簧管 是一种能感知磁场的传感器 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (5)电容式位移传感器 能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (6)霍尔元件 一个霍尔元件的d和k为 定值,再保持I恒定,则UK的 变化就与B成正比 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 填空: 力敏传感器接受 信息,并转化为电信号 . 接受 信息,并转化为电信号 位移传感器 光敏传感器接受 信息,并转化为 。 接受 信息,并转化为 。 声敏传感器 力 位置 电信号 光 电信号 声 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 传感器应用的一般模式 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 一、力传感器的应用一、力传感器的应用————电子秤电子秤 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 2.简述力传感器的工作原理. 装置装置: :力传感器力传感器 元件元件: :金属梁和金属梁和应变片应变片 一、力传感器的应用一、力传感器的应用————电子秤电子秤 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 金属梁 U1 U2 两个两个应变片应变片的的形变形变引起引起电阻变化电阻变化 致使两个应变片的致使两个应变片的电压差变化电压差变化 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 3.应变片能够把什么力学量转化为什么电学量? 2.简述力传感器的工作原理. 装置装置: :力传感器力传感器 组成组成: :金属梁和金属梁和应变片应变片 形变形变 电压电压 一、力传感器的应用一、力传感器的应用————电子秤电子秤 两个两个应变片应变片的的形变形变引起引起电阻变化电阻变化 致使两个应变片的致使两个应变片的电压差变化电压差变化 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 练习1. 关于电子秤中应变式力传感器的说法正 确的是 ( ) A.应变片常用半导体材料制成 B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大 反之,变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大,输出的电压差值也越大 ABDABD Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 二、声传感器的应用二、声传感器的应用————话筒话筒 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 阅读教材阅读教材5656页有关内容,思考并回答页有关内容,思考并回答: : ((1 1))话筒的作用话筒的作用是什么?是什么? ((2 2)说明)说明动圈式话筒动圈式话筒的工作原理和工作的工作原理和工作 过程。过程。 ((3 3)说明)说明电容式话筒电容式话筒的工作原理和工作的工作原理和工作 过程。这种话筒的优点是什么?过程。这种话筒的优点是什么? ((4 4))驻极体话筒驻极体话筒的工作原理是什么?有的工作原理是什么?有 何优点?何优点? 话筒的作用是把话筒的作用是把声信号声信号转化为转化为电信号电信号 二、声传感器的应用二、声传感器的应用————话筒话筒 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 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。 1、动圈式话筒: 音圈 二、声传感器的应用二、声传感器的应用————话筒话筒 金属膜片 永久 磁铁 工作原理: 电磁感应. Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 练习2:(2003上海试题)唱卡拉OK用的话筒,内 有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作 原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金 属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使 膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信 号.下列说法正确的是( ) A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变 D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电 动势 B B Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 2、电容式话筒 : 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 薄金 属膜 固定 电极 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 练习3:电容式话筒将声音信号被话 筒转化为电信号,其中导致电容变化 的原因可能是容器两板间的( ) A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化 A A Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 3、驻极体话筒: 原理:电介质极化电介质极化.( .(它由内部的驻极体塑料 膜感受声波. 工作电压: 3~6 V.) + + + - - - 特点:体积小,重量轻,价格便宜,灵敏度高 ,常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上 驻极体 背极 塑料膜 空隙 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 较弱的声音 扩音器 扬声器 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 1.话筒的作用是把______信号转化为___信号。 2.动圈式话筒的工作原理: 声音声音 电磁感应电磁感应 电电 3.电容式话筒的工作原理: 电容发生变化电容发生变化 4.驻极式话筒的工作原理: 电介质极化电介质极化 二、声传感器的应用二、声传感器的应用————话筒话筒 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 1. 1.双金属片温度传感器双金属片温度传感器 思考:双金属片温度传感器思考:双金属片温度传感器的作用是什么?的作用是什么? 作用:控制电路的通断。作用:控制电路的通断。 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 原理:热胀冷缩 常温下两触点分离。温度升 高,两种金属膨胀性能不同, 双金属片形状发生变化,使触 点接触。 (1)(1)双金属片温度传感器双金属片温度传感器 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 电烫斗的构造: (2)(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (2)(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 思考与讨论:思考与讨论: ①①常温下,上、下触点应常温下,上、下触点应 是接触的还是分离的?当温是接触的还是分离的?当温 度过高时,双金属片将怎样度过高时,双金属片将怎样 起作用?起作用? ②②熨烫棉麻衣物和熨烫丝熨烫棉麻衣物和熨烫丝 绸衣物需要设定不同的温度绸衣物需要设定不同的温度 ,这是如何使用调温旋钮来,这是如何使用调温旋钮来 实现的?实现的? 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 思考与讨论:思考与讨论: ①①常温下,上、下触点应是常温下,上、下触点应是 接触的还是分离的?当温度接触的还是分离的?当温度 过高时,双金属片将怎样起过高时,双金属片将怎样起 作用?作用? 答:常温下,上、下触答:常温下,上、下触 点应是接触的,但温度过高时,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.温度的作用. (2)(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 思考与讨论:思考与讨论: ②②熨烫棉麻衣物和熨烫丝熨烫棉麻衣物和熨烫丝 绸衣物需要设定不同的温度绸衣物需要设定不同的温度 ,这是如何使用调温旋钮来,这是如何使用调温旋钮来 实现的?实现的? 答:熨烫棉麻衣物和熨答:熨烫棉麻衣物和熨 烫丝绸衣物需要设定不同的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.在不同温度的目的. (2)(2)双金属片温度传感器在双金属片温度传感器在电熨斗中的应用电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :1. 1.电熨斗电熨斗 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 4 4、弹簧片、弹簧片 1 1、测温泡、测温泡 2 2、细管、细管 3 3、膜盒、膜盒 5 5、动触点、动触点 6 6、静触点、静触点 7 7、拉杆、拉杆 8 8、凸轮、凸轮 9 9、连杆、连杆 思考与讨论: 1、为什么温度较高时压缩机自动工作,达到设 定低温后就自动停止工作? 2、凸轮为什么可以改变设定的温度? 氯甲烷及它的蒸气 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :2. 2.电电冰箱冰箱 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 思考与讨论: 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C 、D 之间呢? 2、要使箱内温度保持100℃,可变电阻R′值应调 节多大? 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用: :3. 3. 恒温箱恒温箱 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 问题: 电饭锅烧饭饭熟 后会自动断开? 电饭锅烧水水开 后能自动断开? 回顾在家煮饭的过程? 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用 4. 4.电饭锅电饭锅 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 阅读教材第阅读教材第5959页第页第1 1段,回答问题段,回答问题: : (1)(1)电饭锅中使用的电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么?温度传感器的主要元件是什么? (2)(2)感温铁氧体的组成物质是什么?感温铁氧体的组成物质是什么? (3)(3)感温铁氧体有何特点?感温铁氧体有何特点? (4)(4)什么是什么是“ “居里点居里点” ”?? 答答: :( (1)1)感温铁氧体感温铁氧体. . (2)(2)氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成. . (3)(3)常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引。温度达到约常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引。温度达到约 103103℃℃时,失去铁磁性,不能被磁体吸引。时,失去铁磁性,不能被磁体吸引。 (4)(4)使感温铁氧体失去铁磁性的温度,也叫使感温铁氧体失去铁磁性的温度,也叫居里温度居里温度. . 三、温度传感器的应用三、温度传感器的应用 4. 4.电饭锅电饭锅 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 构造 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination 工作原理: (1)(1)开始煮饭时为什么要压下开始煮饭时为什么要压下 开关按钮开关按钮? ?手松开后这个按手松开后这个按 钮是否会恢复到图示的状态钮是否会恢复到图示的状态? ? 为什么为什么? ? (2)(2)煮饭时水沸腾后锅内是否煮饭时水沸腾后锅内是否 会大致保持一定的温度会大致保持一定的温度? ?为什么为什么? ? (3)(3)饭熟后,水分被大米吸收,锅底的温度会有什么变饭熟后,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化?这时电饭锅会自动地发生哪些动作? ? (4)(4)如果用电饭锅烧水,能否在水沸腾后自动断电如果用电饭锅烧水,能否在水沸腾后自动断电? ? 答答: :( (1)1)开始煮饭时,用手压下开关按钮,永磁体与感温开始煮饭时,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。磁体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态。 4. 4.电饭锅电饭锅 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (2)(2)煮饭时水沸腾后锅内煮饭时水沸腾后锅内 是否会大致保持一定的温是否会大致保持一定的温 度度? ?为什么为什么? ? 答答: :( (2)2)水沸腾后水沸腾后, ,由于锅内保持由于锅内保持100100 0 0 C C不变不变, , 故感温磁体仍与永磁体相吸故感温磁体仍与永磁体相吸, ,继续加热继续加热. .故锅故锅 内大致保持内大致保持100100 0 0 C C不变不变. . 工作原理: 4. 4.电饭锅电饭锅 Cooperate with the group company to carry out luggage, cargo leakage, leakage, wrong installation, wrong unloading special rectification work, the introduction of the company's special treatment program, and self-examination (3)(3)饭熟后,水分被大米饭熟后,水分被大米 吸收,锅底的温度会有什吸收,锅底的温度会有什 么变化?这时电饭锅会自么变化?这时电饭锅会自 动地发生哪些动作?动地发生哪些动作? 答答: :( (3)3)饭熟后饭熟后, ,水分被大米吸收水分被大米吸收, ,锅底温度升锅底温度升 高高, ,当温度升至当温度升至“ “居里点居里点103103 0 0 C C” ”时时, ,感温磁体感温磁体 失去铁磁性失去铁磁性, ,在弹簧作用下在弹簧作用下, ,永磁体被弹开永磁体被弹开, ,触触 点分离点分离, ,切断电源切断电源, ,从而停止加热.从而停止加热. 工作原理: 4. 4.电饭锅电饭锅 Cooperate with the group co
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