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1、传感器的应用与设计传感器的应用与设计江苏省淮安中学高二物理组江苏省淮安中学高二物理组复习复习：1、传感器、传感器非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换器件转换器件转换电路转换电路电学量电学量 传感器是指这样一类元件：它能够感知传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。电流等电学量，或转化为电路的通断。2、流程、流程：随着人们生活水平的提高，传感器在工农随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里
2、的声、业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器传感器的工作离不开电子电路，到了传感器传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。来完成的。这节课我们就来设计一些简单的电路。这节课我们就来设计一些简单的电路。如如:请你设计一个能测量小汽车质量请你设计一个能测量小汽车质量的电路并
3、说明其原理。的电路并说明其原理。提供器材：小汽车、弹簧、电源、电提供器材：小汽车、弹簧、电源、电流表、滑动变阻器、导线、电键、定流表、滑动变阻器、导线、电键、定值电阻。值电阻。如何利用以上器材设计一个简易的电路图来测如何利用以上器材设计一个简易的电路图来测物体的质量物体的质量?测物体的质量测物体的质量力学量转换为电学量力学量转换为电学量弹簧的形变量与电流（电压）变化的关系弹簧的形变量与电流（电压）变化的关系滑动变阻器起作用！滑动变阻器起作用！原理图EPASBR0A如图，电源电动势为如图，电源电动势为E，内阻不计，不称物体时，滑，内阻不计，不称物体时，滑动头动头P在在A端，滑动变阻器接入电路中有
4、效电阻最大，电端，滑动变阻器接入电路中有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑动头下移，滑动流较小；称重物时，在压力作用下使滑动头下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的质变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量，若滑量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量，若滑动变阻器上动变阻器上A、B间长度为间长度为L，最大阻值为，最大阻值为R，已知两弹簧，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数的总弹力与形变量成正比，比例系数k试导出所称重物试导出所称重物重力重力G与电路中电流与电路中电流I的函数关系。的函数关系。若将器材中
5、电流表换成电压表，则又如何设计？若将器材中电流表换成电压表，则又如何设计？PASBR0VEPASBR0VE哪个电路更好？哪个电路更好？用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生电源、继器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。电器、滑动变阻器、开关、导线。设计目的设计目的:高温报警高温报警电铃报警电铃报警设计设计 高温报警器高温报警器高温报警高温报警电铃报警电铃报警有电流通过电铃
6、有电流通过电铃热敏电阻起作用热敏电阻起作用正常情况下绿灯亮正常情况下绿灯亮电铃和绿灯分别接在继电器两个触头上电铃和绿灯分别接在继电器两个触头上原理图练习、练习、用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。ecab220V用煤气烧水时，如果水开了，不及时关掉煤气，时间用煤气烧水时，如果水开了，不及
7、时关掉煤气，时间长了，会发生火灾，请设计一报警器，水开时，能及时报长了，会发生火灾，请设计一报警器，水开时，能及时报警，提醒主人及时关掉煤气？警，提醒主人及时关掉煤气？可选器材：光敏电阻，热敏电阻，报警器（电铃），可选器材：光敏电阻，热敏电阻，报警器（电铃），电源，可变电阻，开关及导线若干。电源，可变电阻，开关及导线若干。联系实际：联系实际：练练习习：请请你你设设计计一一个个磁磁控控防防盗盗报报警警装装置置并并说说明明它它的的工工作作原原理理。门门的的上上沿沿嵌嵌入入一一小小块块永永磁磁体体，门门框框内内与与M相相对对的的位位置置嵌嵌入入干干簧簧管管H。要要求求：睡睡觉觉前前连连接接好好电电路路，当当盗盗贼贼开开门门时时，电电铃铃就就会会叫叫起起来来。器器材材：电电源源、定定值值电阻、电铃、导线、电键、干簧管。电阻、电铃、导线、电键、干簧管。H