傳感器的應用3

1、高中物理新人教版選修３-２系列課件,第六章《傳感器》,第三節(jié)《傳感器的應（二）》,教學目標,1．知識與技能：（1）理解溫度傳感器的應用――電飯鍋的工作原理。（2）理解溫度傳感器的應用――測溫儀的工作原理。(3) 理解光電傳感器的應用――鼠標器的工作原理（4）理解光電傳感器的應用――火災報警器的工作原理。2．過程與方法：（1）通過對電飯鍋的構造和原理的探究以及測溫儀的了解，進一步地深入認識溫度傳感器的應用（2）通過對鼠標器以

2、及火災報警器的原理的探究，認識光傳感器的應用。,3．情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生的學習興趣，激發(fā)創(chuàng)造的欲望。【教學重點】溫度、光傳感器的應用原理及結構?！窘虒W難點】溫度、光傳感器的應用原理及結構?！窘虒W方法】PPT課件，演示實驗，講授【教學用具】電飯鍋，鼠標器，煙霧式火災報警器,復習:1、傳感器應用的一般模式?,非電學量 電學量,2、制作傳感器常用的敏感元件:光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件分別能將什么量轉化為

3、什么量?,光敏電阻：光照強弱轉化為電阻.,熱敏電阻：溫度轉化為電阻.,霍爾元件：磁感應強度轉化為電壓.,復習:,,轉化為,3、力傳感器、聲傳感器、溫度傳感器的作用?,力傳感器:力信號轉化為電信號. (形變轉化為電壓),聲傳感器:聲信號轉化為電信號.,溫度傳感器:自動控制開關.,復習:,問題: 電飯鍋燒飯飯熟后會自動斷開?電飯鍋燒水水開后能自動斷開?,回顧在家煮飯的過程?,三、溫度傳感器的應用 4.電飯鍋,閱讀教材

4、第59頁第1段，回答問題:(1)電飯鍋中使用的溫度傳感器的主要元件是什么？(2)感溫鐵氧體的組成物質是什么？(3)感溫鐵氧體有何特點？(4)什么是“居里點”？,答:(1)感溫鐵氧體.,(2)氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結而成.,(3)常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引。溫度達到約103℃時，失去鐵磁性，不能被磁體吸引。,(4)使感溫鐵氧體失去鐵磁性的溫度，也叫居里溫度.,三、溫度傳感器的應用 4.電飯鍋,構造,工作原理

5、:,(1)開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕?手松開后這個按鈕是否會恢復到圖示的狀態(tài)?為什么?(2)煮飯時水沸騰后鍋內是否會大致保持一定的溫度?為什么?(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作?(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電?,答:(1)開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)。,4.電飯鍋,(2)煮飯時水沸騰后鍋內是否會

6、大致保持一定的溫度?為什么?,答:(2)水沸騰后,由于鍋內保持1000C不變,故感溫磁體仍與永磁體相吸,繼續(xù)加熱.故鍋內大致保持1000C不變.,工作原理:,4.電飯鍋,(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？,答:(3)飯熟后,水分被大米吸收,鍋底溫度升高,當溫度升至“居里點1030C”時,感溫磁體失去鐵磁性,在彈簧作用下,永磁體被彈開,觸點分離,切斷電源,從而停止加熱．,工作原理:,4.

7、電飯鍋,(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電?,答:(4)如果用電飯鍋燒水,水沸騰后,鍋內保持1000C不變,溫度低于“居里點1030C” ,電飯鍋不能自動斷電.只有水燒干后,溫度升高到1030C才能自動斷電.,工作原理:,4.電飯鍋,敘述電飯鍋的工作過程?,開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)，則觸點接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內保持1000C不變，故感溫磁體仍與永磁

8、體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至“居里點1030C”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱．,練習1：如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關,手動閉合,當此開關的溫度達到居里點(1030C)時會自動斷開,S2是一個自動溫控開關,當溫度低于約700C時會自動閉合,溫度高于800C時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈,黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈,限流電

9、阻R1＝R2＝500Ω,加熱電阻絲R3＝50Ω,兩燈電阻不計． (1)根據電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過程(包括加熱和保溫過程)． (2)簡要回答,如果不閉合開 關S1,電飯煲能將飯煮熟嗎? (3)計算加熱和保溫兩種狀 態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比.,12:1,2003年的那個春天，一頭惡魔沖進中華大地，一夜之間，國人無不談SARS色變．但在全國人民的共同努力下，終于將這頭惡魔

10、降服，并徹底消滅，在抗擊SARS的過程中，許多公共場合都使用了非接觸式紅外測溫儀．,湖南師大附中在防治“非典”工作中對學校實施嚴格的防控管理，每天早上6點至7點對進校師生進行身體檢查，確保師生人身安全和健康.圖為校醫(yī)為學生測量體溫。,三、溫度傳感器的應用 5. 測溫儀,閱讀教材第60頁，思考并回答問題:(1)溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點?(2)常見的測溫元件有哪些?,答:(1)可以遠距離讀取溫度的數值.因為溫度信號變成電信號后可

11、以遠距離傳輸.,(2)熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等．,三、溫度傳感器的應用 5. 測溫儀,非接觸式紅外測溫儀,由于物體的溫度不同，發(fā)射紅外線的情況也不同，因此利用紅外線敏感元件可以實現無接觸測溫．,三、溫度傳感器的應用 5. 測溫儀,熱電偶:,T1≠T2,將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成電流

12、,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。,三、溫度傳感器的應用 5. 測溫儀,將微機輔助實驗系統(tǒng)所配的溫度傳感器與計算機連接,可以實現數據采集、處理、畫圖的智能化功能.,三、溫度傳感器的應用 5. 測溫儀,在工農業(yè)生產中經常用到自動控制裝置，而設計自動控制裝置很多情況下要用到傳感器．如光電傳感器，把光信號轉化為電信號，然后對電信號進行放大，再將電信號輸入到相應的裝置，進而完成相應的自動控制。,例：光控門

13、 光控門原理 光控開關電路,練習2：計算機光驅的主要部件是激光頭,它可以發(fā)射脈沖激光信號,激光掃描光盤信息時,激光頭利用光敏電阻自動計數將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng),再通過計算機顯示出來相應的信息.光敏電阻的自動計數示意圖如圖所示,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻,此光電計數器的基本工作原理是 ( ) A、當有激光照射R1時,處理系統(tǒng)獲得高電壓; B、當有激光照射R1時,處理系統(tǒng)獲得低電

14、壓; C、信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數一次; D、信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數一次.,BD,四、光傳感器的應用 1、機械式鼠標器,(1)機械式鼠標器的組成? 哪個元件是光傳感器? (2)機械式鼠標器的工作原理?,閱讀教材第61頁，思考并回答問題:,四、光傳感器的應用 1、機械式鼠標器,(1)機械式鼠標器的組成,滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管(光傳感器),(2)機械式鼠

15、標器的工作原理,鼠標器移動時，滾球運動通過滾軸帶動兩個碼盤轉動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應的電脈沖信號. 計算機分別統(tǒng)計x、y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產生相應的位移。,許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災報警器，火災報警器是光傳感器應用的又一實例。,四、光傳感器的應用 2、煙霧散射式火災報警器,四、光傳感器的應用 2、煙霧散射式火災報警器,閱讀教材第6

16、1頁，思考并回答問題:,(1)煙霧散射火災報警器的組成?,(2)煙霧散射火災報警器的工作原理?,四、光傳感器的應用 2、煙霧散射式火災報警器,光電三極管是煙霧火警報警器中的光傳感器,工作原理:報警器帶孔的罩子內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時,光電三極管收不到LED發(fā)出的光,呈現高電阻狀態(tài)．煙霧進入罩內后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢

17、測出這種變化，就會發(fā)出警報．,四、光傳感器的應用 2、煙霧散射式火災報警器,,來自BBC的報道，日本大阪大學科學家日前發(fā)明出一種完全具有人類女性外貌的機器人 “ Repliee Q1”.“她”能眨眼,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。,常見的熱傳感器有:,熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等．,小結: 6.3傳感器的應用(二),常見的光傳感器有： 光敏電阻、光電管、

18、光電二極管及光電三極管,【例1】如圖甲為在溫度為100C左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內的電阻R1=20kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示.當 a、b端電壓 Uab0時，電壓鑒別器使 S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在_________0C．,【例2】圖示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖。A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車