63传感器的应用二.pptx

导导 入入 新新 课课 上节课我们学习了上节课我们学习了力传感器力传感器、温度传感器温度传感器、声音传感器声音传感器及其工作及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器？些具体的力、温度、声音传感器？电子秤电子秤动圈式话筒动圈式话筒电容式话筒电容式话筒他们都是传感器他们都是传感器电熨斗电熨斗 这节课我们继续来学这节课我们继续来学习一些传感器的应用。习一些传感器的应用。（1 1）知识与技能）知识与技能 理解温度传感器的应用理解温度传感器的应用电饭锅的工作原理。电饭锅的工作原理。理解温度传感器的应用理解温度传感器的应用测温仪的工作原理。测温仪的工作原理。理解光电传感器的应用理解光电传感器的应用鼠标器的工作原理。鼠标器的工作原理。理解光电传感器的应用理解光电传感器的应用火灾报警器的工作原理。火灾报警器的工作原理。教教 学学 目目 标标 （2 2）过程与方法）过程与方法 通过对电饭锅的构造和原理的探究以通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度及测温仪的了解，进一步地深入认识温度传感器的应用。传感器的应用。通过对鼠标器以及火灾报警器的原理通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究，认识光传感器的应用。的探究，认识光传感器的应用。（3 3）情感态度与价值观）情感态度与价值观 培养学生的学习兴趣，激发创造的欲培养学生的学习兴趣，激发创造的欲望。望。提高创新意识，提高物理理论知识提高创新意识，提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。与实际相结合的综合实践能力。教学重点：教学重点：温度、光传感器的应用原理及结构。温度、光传感器的应用原理及结构。教学难点：教学难点：温度、光传感器的应用原理及结构。温度、光传感器的应用原理及结构。教学重、难点教学重、难点本本 节节 导导 航航1.1.温度传感器的应用温度传感器的应用电饭锅电饭锅2.2.温度传感器的应用温度传感器的应用测温仪测温仪3.3.光传感器的应用光传感器的应用鼠标器鼠标器4.4.光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器1.1.温度传感器温度传感器 的应用的应用电饭锅电饭锅回顾在家煮饭的过程？回顾在家煮饭的过程？问题提出问题提出:电饭锅烧饭饭熟后会自动断开电饭锅烧饭饭熟后会自动断开？而烧水时却不能自动断开为什么呢？而烧水时却不能自动断开为什么呢？构造构造电饭锅的构造电饭锅的构造 电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为是温度上升到约为103103时，就失去了磁性，时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。不能被磁体吸引了。铁氧体铁氧体注意注意 这个温度在物理学中称为该材料的这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度居里温度”或或“居里点居里点”。实验：实验：取一块电饭锅用的感温铁氧体，取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？会发生什么现象？现象：现象：随着温度的升高，铁氧体逐渐失随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到去磁性，当温度升高到103103以上时，铁氧以上时，铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了。体完全失去磁性，不吸引任何物体了。原理原理手 动 开关接 线 螺丝触点永磁铁电热板内胆底转轴感温铁氧体思考与讨论：思考与讨论：（1 1）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？为什么？回答：回答：开始煮饭时，用手压下开关按钮，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。再恢复到图示状态。（2 2）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？保持一定的温度？为什么？回答：回答：水沸腾后，锅内大致保持水沸腾后，锅内大致保持100100不变。不变。（3 3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的）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温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？生哪些动作？回答：回答：饭熟后饭熟后,水分被大米吸收，锅底温水分被大米吸收，锅底温度升高度升高,当温度升至当温度升至“居里点居里点103103”时时,感温感温磁体失去铁磁性磁体失去铁磁性,在弹簧作用下在弹簧作用下,永磁体被弹永磁体被弹开，触点分离开，触点分离,切断电源切断电源,从而停止加热从而停止加热 （4 4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？自动断电？回答：回答：如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持内保持100100不变，温度低于不变，温度低于“居里点居里点103103”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到升高到103103才能自动断电。才能自动断电。2.2.温度传感器的温度传感器的应用应用测温仪测温仪 资料：资料：2003年的那个春天，一头恶年的那个春天，一头恶魔冲进中华大地，一夜之间，国人无不谈魔冲进中华大地，一夜之间，国人无不谈SARS色变。但在全国人民的共同努力下，色变。但在全国人民的共同努力下，终于将这头恶魔降服，并彻底消灭，在抗终于将这头恶魔降服，并彻底消灭，在抗击击SARS的过程中，许多公共场合都使用的过程中，许多公共场合都使用了非接触式红外测温仪。了非接触式红外测温仪。各中学在防治各中学在防治“非非典典”工作中对学校实施工作中对学校实施严格的防控管理，每天严格的防控管理，每天早上早上6 6点至点至7 7点对进校师点对进校师生进行身体检查，确保生进行身体检查，确保师生人身安全和健康。师生人身安全和健康。图为校医为学生测量体图为校医为学生测量体温。温。非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪 由于物体的温度不由于物体的温度不同，发射红外线的情况同，发射红外线的情况也不同，因此利用红外也不同，因此利用红外线敏感元件可以实现无线敏感元件可以实现无接触测温。接触测温。热电偶热电偶T1T2T1T2mA 热电偶：热电偶：将两种不同材料的导体或半导将两种不同材料的导体或半导体体A A和和B B焊接起来，构成一个闭合回路，当导焊接起来，构成一个闭合回路，当导体体A A和和B B的两个执着点的两个执着点1 1和和2 2之间存在温差时，之间存在温差时，两者之间便产生电动势两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一因而在回路中形成一个大小的电流个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。偶就是利用这一效应来工作的。用用温温度度传传感感器器可可以以把把温温度度转转换换为为电电信信号号。测测温温元元件件可可以以是是热热敏敏电电阻阻、金金属属热热电电阻阻、热电偶热电偶、红外线敏感元件红外线敏感元件等。等。电电信信号号可可以以远远距距离离输输送送，因因而而温温度度传传感器可以远距离读取温度。感器可以远距离读取温度。温度传感器温度传感器 将微机辅助实验系统所配的温度传感器将微机辅助实验系统所配的温度传感器与计算机连接，可以实现数据采集、处理、与计算机连接，可以实现数据采集、处理、画图的智能化功能。画图的智能化功能。在工农业生产中经常用到自动控制装置，在工农业生产中经常用到自动控制装置，而设计自动控制装置很多情况下要用到传感器而设计自动控制装置很多情况下要用到传感器如光电传感器，把光信号转化为电信号，然如光电传感器，把光信号转化为电信号，然后对电信号进行放大，再将电信号输入到相应后对电信号进行放大，再将电信号输入到相应的装置，进而完成相应的自动控制。的装置，进而完成相应的自动控制。3.3.光传感器的应光传感器的应用用鼠标器鼠标器主要组成主要组成 鼠标器的内部结构包括：滚轴鼠标器的内部结构包括：滚轴x x，滚轴，滚轴y y，滚球，码盘，电路板。，滚球，码盘，电路板。码盘码盘滚轴滚轴x滚轴滚轴y滚球滚球鼠标器中光传感器的主要部件鼠标器中光传感器的主要部件发光二极管发光二极管红外接收管红外接收管滚轴滚轴码盘码盘滚球滚球 鼠标器的光传感器主要由红外发射管、鼠标器的光传感器主要由红外发射管、红外接收管、滚轴、滚轮组成。红外接收管、滚轴、滚轮组成。工作原理工作原理 当鼠标在左面上滚动时，滚球的运动通过当鼠标在左面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统计算机分别统计X X、y y两个方向的脉冲信号，处理两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。后就使屏幕上的光标产生相应的位移。4.4.光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器 许多会议室、宾许多会议室、宾馆房间的天花板上都馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器灾报警器是光传感器应用的又一实例。应用的又一实例。天花板上的火天花板上的火灾报警器灾报警器 以利用烟雾对光的散射来工作的火以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。灾报警器为例，简述其工作原理。结构和原结构和原理图理图 报警器带孔的罩子内装有发光二极管报警器带孔的罩子内装有发光二极管LEDLED、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到管收不到LEDLED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。的电路检测出这种变化，就会发出警报。工作原理工作原理课课 堂堂 小小 结结 1.1.温度传感器的应用：温度传感器的应用：（1 1）电饭锅（）电饭锅（2 2）测温仪）测温仪 2.2.光传感器的应用：光传感器的应用：（1 1）鼠标器（）鼠标器（2 2）火灾报警器）火灾报警器 3.3.常见的光传感器：常见的光传感器：光敏电阻、光电管、光光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管。电二极管、光电三极管。课课 堂堂 练练 习习 1.1.测温仪使用的是（测温仪使用的是（）A.A.光传感器光传感器 B.B.红外线传感器红外线传感器 C.C.温度传感器温度传感器 D.D.超声波传感器超声波传感器C C 2.2.下面的器件不属于温度传感器应用下面的器件不属于温度传感器应用的是（的是（）A.A.电熨斗电熨斗 B.B.电饭锅电饭锅 C.C.测温仪测温仪 D.D.鼠标器鼠标器D D 3.3.关于电饭锅的说法正确的是（关于电饭锅的说法正确的是（）A.A.电饭锅中的温度传感器其主要元件是电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁氧化铁 B.B.铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性高时失去铁磁性 C.C.用电饭锅烧水，水开时能自动断电用电饭锅烧水，水开时能自动断电 D.D.用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位电后，它不能自动复位BD BD 教材习题答案教材习题答案 1.1.解答：解答：（1 1）接入了两种传感器：声传）接入了两种传感器：声传感器和光传感器。感器和光传感器。（2 2）应该使用）应该使用“与门与门”电路。电路。2.2.解答：解答：（1 1）设计方案是在）设计方案是在C C形软铁芯形软铁芯1 1上绕制线圈上绕制线圈2 2，霍尔传感器，霍尔传感器3 3置入铁芯的间隙置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表中，并与数字毫伏表4 4相连。线圈相连。线圈2 2中通入的中通入的待测电流待测电流I I越强，铁芯间隙中的磁感应强度就越强，铁芯间隙中的磁感应强度就越大，则传感器输出的电压越大。越大，则传感器输出的电压越大。（2 2）设计方案是转动物体）设计方案是转动物体1 1的边缘上嵌入的边缘上嵌入一个永磁体一个永磁体2 2，霍尔传感器，霍尔传感器3 3固定在近旁，并与固定在近旁，并与计数电路和显示屏计数电路和显示屏4 4相连。物体每转动相连。物体每转动1 1周个，周个，传感器就输出传感器就输出1 1个电压脉冲，计数器显示的数个电压脉冲，计数器显示的数字就增加字就增加1.1.配合秒表测出物体在时间配合秒表测出物体在时间t t内转动内转动的周数的周数n n，就可以计算出转速。，就可以计算出转速。