1、4.2 传感器的应用,一、传感器应用的一般模式,二、力传感器的应用电子秤 1.组成及敏感元件：由金属梁和_组成，敏感元件是_。 2.工作原理3.作用：应变片将_这个力学量转换为_这个电学量。,应变片,应变片,变阻,电压,物体形变,电压,思考判断(1)应变片是由导体材料制成的。( )(2)当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小。 ( )(3)传感器输出的是金属架上的电压。 ( )(4)外力越大，输出的电压差值也越大。 ( ),三、温度传感器的应用实例 1.电熨斗(1)构造(如图1所示)图1(2)敏感元件：双金属片。(3)工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的_不同，双金属片发
2、生弯曲从而控制电路的通断。,膨胀系数,2.电饭锅(1)构造(如图2所示)图2(2)敏感元件：感温铁氧体,(3)工作原理 居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约_时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”。 自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到_时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开。,103 ,103 ,思维拓展(1)用电熨斗熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度。它是如何利用调温旋钮来实现的？(2)如果用电饭锅烧水会不会自动断电？答案 (1)通过调温旋钮来调升降螺丝的高度来实现不
3、同温度的设定。如需设定的温度较高，则应使升降螺丝下降；反之升高。(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100 ，故不能自动断电，只有水烧干后，温度升到103 才能自动断电。,四、光传感器的应用火灾报警器 1.组成及敏感元件：由带孔的罩子、_、_和不透明的挡板组成，敏感元件为_。 2.工作原理,发光二极管LED,光电三极管,光电三极管,传感器问题的分析方法,1.分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件。我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集；(2)信息加工、放大、传输；(3)利用所获得的信息执行某种操作。,要点归纳,2.分析传感
4、器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律。(4)执行机构工作分析传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。,例1 传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种。某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的。常温下，该温度传感器是闭合的；
5、当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路。下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)，连接正确的是( ),精典示例,解析 选项B、C、D的电路中，温度升高到某一设定值时，传感器会断开，但整个电路不会断开。选项A的电路中，电源开关S闭合后，消毒柜开始工作，当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，整个电路也断开，所以选项A正确。 答案 A,针对训练1 利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高。 (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，
6、电路中电流将变_(填“大”或“小”)。 (2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20 ，如图3甲所示，则25 的刻度应在20 的刻度的_(填“左”或“右”)侧。,图3 (3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路。,解析 (1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小。 (2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 的刻度应对应较大电流，故在20 的刻度的右侧。 (3)如图所示。答案 (1)小 (2)右 (3)见解析,传感器的实际应用
7、,例2 (多选)为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图4所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm。定值电阻R05 ，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R125 ，电源输出电压恒为U3 V，理想电流表的量程为00.6 A。当拉环不受力时，滑片P处于a端。下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( ),要点归纳,图4,A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路 B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A C.当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处 D.当拉力为400
8、 N时，电流表指针指在0.5 A处,答案 ABC,力学传感器的分析方法 (1)分析清楚力学传感器的工作原理，明确装置是如何将力这个非电学量转化为电学量是解决该类问题的关键。 (2)涉及电路计算时，注意欧姆定律及分压原理的应用。,例3 (多选)如图5是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 时，下列说法正确的是( )图5A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ，开关按钮就不会自动跳起答案 ACD,例4 如图6所示是会议室和宾
9、馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是( )图6,A.进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B.光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 C.进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报 D.以上说法均不正确 解析 由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，选项C正确。 答
10、案 C,1.(传感器的应用)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是电视机中的传感器把光信号转换为电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器解析 遥控器发出红外线，电视机中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以选项A正确。答案 A,2.(传感器的应用传感器) (多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图7所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表
11、的示数分别如下图甲、乙、丙、丁所示，下列判断正确的是( ),图7,A.甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B.乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C.丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D.丁图表示电梯可能做匀减速下降运动 解析 甲图中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，选项A正确；乙图中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大，电阻变小，物体超重，电梯可能匀加速上升，选项B正确；丙、丁图中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，选项C、D错误。 答案 AB,3.(传感器的应用红外线热像仪)当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像
12、仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪，下列说法正确的是( )A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用D.一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同解析 红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故选项D正确。答案 D,4.(传感器的应用电熨斗)(多选)如图8所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )图8A.常温时上、下触点是接触的B.双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80 断开电源，现要求60 断开电源，应使调温旋钮下移一些D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些,解析 常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，原来温度控制在80 切断电源，切断温度现要求在60 断开电源，应将调温旋钮上移。由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，选项A、B、D正确，C错误。 答案 ABD,
