高三复习课――传感器的应用

高三复习课—传感器的应用传感器技术是一项令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一,也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术计算机技术构成信息产业的三大支柱。传感器已广泛应用于航天航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟酒制造、机器人、家电等诸多领域，可以说几乎渗透到每个领域。美国国防部将传感器技术视为２０项关键技术之一日本把传感器技术与计算机、通信、超导等并列为６大核心枝术意大利工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”德国视军用传感器为优先发展技术英、法等国对传感器的开发投资逐年升级2011年Transducers会议将在北京举行，届时国际传感技术领域的焦点将汇聚到中国。一定义：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。电学量输出传感器工作原理图:记录、显示、执行机构等非电学量传感器信号调节转换电路二传感器的简单应用—几种常见的传感器：1、力电式传感器力电式传感器的基本原理是将力学量转换成传感器元件的变化，再经过转换电路变成电信号输出。其类型很多，常用来测量力、压力、位移、应变、扭矩、加速度等，是目前使用最广泛的传感器之一。被广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性系统等。EPASBR0APASBR0VE例1：测量物体的质量滑片P下滑接入电路中的电阻值发生变化，通过电流表或电压表得到下滑的长度，从而可以得到被测物体的质量。例2、某仪器内部电路如图所示其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小，（b固定在金属块上）。当金属块处于平衡时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是（）A.当汽车加速前进时甲灯亮B.当汽车加速前进时乙灯亮C.当汽车刹车时乙灯亮D.当汽车刹车时，甲乙灯均不亮车的前进方向车的后部acb乙灯甲灯MB感———传被测物理量电学量敏感元件中间量2、热电式传感器热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的。如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。例3：如图是报警的部分电路示意图。其中R2为热敏电阻，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）A.I变大U变大B.I变小，U变小C.I变小U变大D.I变大，U变小R1R2R3AabErB3、光电式传感器光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。是根据光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的。如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器等都是利用了光电传感器的原理。例4：如图为自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是()A.当光照射R1时信号处理系统获得较高电压B.当光照射R1时信号处理系统获得较低电压C.信号处理系统每获得一次较低电压就记数一次D.信号处理系统每获得一次较高电压就记数一次R1R2信号处理系统BD4、磁电式传感器磁电式传感器是利用电磁感应原理来实现测量或控制的一种装置。例5试分析下面磁性物质探测报警器的工作原理接近磁性物质时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流从而使得报警器报警小结：用联系的观点分析问题——弄清楚敏感元件与被测量和电学量之间的关系练习题、用如图所示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线、电池组。aedcb正常时热敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，ce处于闭合，灯亮。有险情时，光敏电阻值小,ab间电流大,磁性强,吸住衔铁,cd闭合,ce断开,灯灭,电铃响。练习：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂开始时位于中点并可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出。ER试分析一下加速度a的变化与输出电压U之间的关系。U向左加速时a越大U越大向右加速时a越大U越小练习：设计一个风力测量仪实验器材：金属小球、一细长裸金属丝、电源、电流表、R（保护电阻）、光滑电阻丝、金属小球R0OPDC'θCA电源