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1、传感器的应用传感器的应用(一、二一、二)传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式传感器传感器电信号电信号电信号电信号微弱微弱微弱微弱放大放大转换转换电路电路执行机构执行机构执行机构执行机构显示器显示器显示器显示器计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统一一.力传感器力传感器电子秤电子秤金属梁金属梁形变形变形变形变（力学量）（力学量）（力学量）（力学量）电电电电 压压压压（电学量）（电学量）（电学量）（电学量）转换转换机理机理半导体材料半导体材料半导体材料半导体材料应变片应变片应变片应变片金金金金属属属属梁梁梁梁上上上上下下下下表表表表面面面面各各各各贴贴贴贴一一一一个个个个应应应应变变变变片片
2、片片自由端受到向下压力自由端受到向下压力自由端受到向下压力自由端受到向下压力梁发生弯曲梁发生弯曲梁发生弯曲梁发生弯曲上表面拉伸上表面拉伸上表面拉伸上表面拉伸下表面压缩下表面压缩下表面压缩下表面压缩R R增大增大增大增大R R减小减小减小减小片片片片应应应应变变变变F F 越大越大越大越大应变片中应变片中应变片中应变片中R R 变化越大变化越大变化越大变化越大I I 恒定恒定恒定恒定输出电输出电输出电输出电压差大压差大压差大压差大 【例【例【例【例1 1】某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电某学生为了测量一
3、个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为系数为系数为系数为 k k）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为空载时的输出电压为空载时的输出电压为空载时的输出电压为 0 0；而后在其受压面上放上物体，即可测；而后在其受压面上放上物体，
4、即可测；而后在其受压面上放上物体，即可测；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压得与物体的质量成正比的输出电压得与物体的质量成正比的输出电压得与物体的质量成正比的输出电压 U U。现有下列器材：力电转换器、质量为现有下列器材：力电转换器、质量为现有下列器材：力电转换器、质量为现有下列器材：力电转换器、质量为 mm0 0 的砝码、电压表、的砝码、电压表、的砝码、电压表、的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置滑动变阻器、干电池一个、电键
5、及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量 m m。（1 1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。电压的调节
6、范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2 2）简要说明测量步骤，求出比例系数）简要说明测量步骤，求出比例系数）简要说明测量步骤，求出比例系数）简要说明测量步骤，求出比例系数 k k，并测出待测物体，并测出待测物体，并测出待测物体，并测出待测物体的质量的质量的质量的质量 m m。（3 3）请设想实验中可能会出现的一个问题。）请设想实验中可能会出现的一个问题。）请设想实验中可能会出现的一个问题。）请设想实验中可能会出现的一个问题。力电转换器力电转换器力电转换器力电转换器受压面受压面受压面受压面_ _+_ _输出输出输出输出输入输入输入输入力电转换器力电转换器力电转换器力电转换器受压面受压面
7、受压面受压面_ _+_ _V V(1)(1)电路设计电路设计电路设计电路设计(2)(2)测量步骤测量步骤测量步骤测量步骤调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零。将质量为将质量为将质量为将质量为 mm0 0 的砝码放在转换器上，记下输出电压的砝码放在转换器上，记下输出电压的砝码放在转换器上，记下输出电压的砝码放在转换器上，记下输出电压 U U0 0。将待测物体放在转换器上，记下输出电压将待测物体放在转换器上，记下输出电压将待测物体放在转换器上，记下输出电压将待测物体放在转换器上
8、，记下输出电压U U1 1。得得得得 k k=U U0 0/mm0 0g g由由由由 U U0 0=kmkm0 0g g得得 m m=m m0 0U U1 1/U U0 0 由由U U1 1=kmgkmg(3)(3)可能出现的问题可能出现的问题可能出现的问题可能出现的问题因电源电压不够而输出电压调不到零因电源电压不够而输出电压调不到零因电源电压不够而输出电压调不到零因电源电压不够而输出电压调不到零待测物体质量超出转换器量程待测物体质量超出转换器量程待测物体质量超出转换器量程待测物体质量超出转换器量程二二.声传感器声传感器动圈式话筒动圈式话筒动圈式话筒动圈式话筒膜片膜片膜片膜片声波趋动下声波趋动
9、下声波趋动下声波趋动下平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置附近振动附近振动附近振动附近振动线圈振动线圈振动线圈振动线圈振动线圈中线圈中线圈中线圈中磁通量磁通量磁通量磁通量周期性周期性周期性周期性变化变化变化变化周期性周期性变化的变化的感应电流感应电流绝缘支架绝缘支架绝缘支架绝缘支架电容式话筒电容式话筒电容式话筒电容式话筒薄薄薄薄金金金金属属属属膜膜膜膜MM固固固固定定定定电电电电极极极极N N构构 成成电容器电容器电容器电容器充电充电充电充电直流电源直流电源直流电源直流电源膜片膜片膜片膜片MM声波趋动声波趋动声波趋动声波趋动振动振动振动振动电容变化电容变化电容变化电容变化电容器电容器电容器电容器充
10、电放电充电放电充电放电充电放电电路中电路中电路中电路中形成变形成变形成变形成变化电流化电流化电流化电流R R两端输出两端输出两端输出两端输出与声音规律与声音规律与声音规律与声音规律相同的电压相同的电压相同的电压相同的电压驻极体话筒驻极体话筒2.7 k2.7 kE ER RC CS SD D6 V6 V10 F10 F驻驻驻驻极极极极体体体体话话话话筒筒筒筒输出输出输出输出工作电路工作电路工作电路工作电路由内部的柱极体塑料膜感受声波由内部的柱极体塑料膜感受声波由内部的柱极体塑料膜感受声波由内部的柱极体塑料膜感受声波工工工工作作作作原原原原理理理理与电容话筒类似与电容话筒类似与电容话筒类似与电容话
11、筒类似特点特点特点特点体积小体积小体积小体积小重量轻重量轻重量轻重量轻价格便宜价格便宜价格便宜价格便宜灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高 注注注注:电介质在电场中的极化现象。撤去电场后，长期保持被极化状电介质在电场中的极化现象。撤去电场后，长期保持被极化状电介质在电场中的极化现象。撤去电场后，长期保持被极化状电介质在电场中的极化现象。撤去电场后，长期保持被极化状态的材料称之为驻极体。态的材料称之为驻极体。态的材料称之为驻极体。态的材料称之为驻极体。例例例例2 2 唱卡拉唱卡拉唱卡拉唱卡拉OKOK用的话筒用的话筒用的话筒用的话筒,内有传感器内有传感器内有传感器内有传感器,其中有一种其中有一种其中有
12、一种其中有一种是动圈式的是动圈式的是动圈式的是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈轻小的金属线圈轻小的金属线圈轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中,当声波使当声波使当声波使当声波使膜片前后振动时膜片前后振动时膜片前后振动时膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号就将声音信号转变为电信号就将声音信号转变为电信号就将声音信号转变为电信号.下列说下列说下列说下列说法正确的是法正确的是法正确的是法正确的是
13、 ()A.A.该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.B.该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.C.膜片振动时膜片振动时膜片振动时膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变穿过金属线圈的磁通量不变穿过金属线圈的磁通量不变穿过金属线圈的磁通量不变 D.D.膜片振动时膜片振动时膜片振动时膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势金属线圈中不会产生感应电动势金属线圈中不会产生感应电动势金属线圈中不会产生感应电动势B 例例
14、3 电容式话筒的保真度比动圈式话筒电容式话筒的保真度比动圈式话筒好好,其工作原理如图所示其工作原理如图所示,Q是绝缘支架是绝缘支架,M是薄金属膜和固定电极是薄金属膜和固定电极N形成一个电容器形成一个电容器,被直流电源充电被直流电源充电,当声波使膜片振动时当声波使膜片振动时,电电容发生变化容发生变化,电路中形成变化的电流电路中形成变化的电流,当膜当膜片向右运动的过程中有（片向右运动的过程中有（）A 电容变大电容变大 B 电容变小电容变小 C 导线导线AB中有向左的电流中有向左的电流 D 导线导线AB中有向右的电流中有向右的电流A C 金属板金属板金属板金属板金属膜金属膜金属膜金属膜振振振振动动动
15、动膜膜膜膜外外外外电电电电路路路路 例例例例4 4 如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间
16、金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压加一电压加一电压加一电压U U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导生变化，使声音信号被话筒转化
17、为电信号，其中导生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的（致电容变化的原因可能是容器两板间的（致电容变化的原因可能是容器两板间的（致电容变化的原因可能是容器两板间的（）A A 距离变化距离变化距离变化距离变化 B B 正对面积变化正对面积变化正对面积变化正对面积变化 C C 介质变化介质变化介质变化介质变化 D D 电压变化电压变化电压变化电压变化A三三.温度传感器温度传感器电熨斗电熨斗电熨斗电熨斗原理图原理图原理图原理图双金属片双金属片双金属片双金属片温温温温控控控控原原原原理理理理问题问题1:常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？常温下，上、下触点应
18、是接触的还是分离的？常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？常温下，上、下触点应是接触的，常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，系数不同，上部金属膨胀大上部金属膨胀大，下部金属下部金属膨胀小膨胀小，则，则双金属片向下弯曲双金属片向下弯曲，使触点，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新
19、接通降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用制温度的作用问题问题2:熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹旋
20、钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的易，达到控制在不同温度的目的 例例例例5 5 如图所示，如图所示，如图所示，如图所示，图甲为热敏电阻图甲为热敏电阻图甲为热敏电阻图甲为热敏电阻 R R t t 图象，图象，图象，图象，图图图图乙为用此热敏电阻乙为用此热敏电阻乙为用此热敏电阻乙为用此热敏电阻 R R 和继电器组成的一个简单恒温箱和继电器组成的一个简单恒温箱和继电器组成的一个简单恒温箱和继电器组成的一个简单恒温箱控制电路，继电器线圈的电阻为控制电路，继电器线圈的电阻为控制电路，继电器线圈的电阻为控制电路，继电器
21、线圈的电阻为 150 150。当线圈中的。当线圈中的。当线圈中的。当线圈中的电流大于或等于电流大于或等于电流大于或等于电流大于或等于 20 mA 20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为时，继电器的衔铁被吸合。为时，继电器的衔铁被吸合。为时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电动势继电器线圈供电的电池电动势继电器线圈供电的电池电动势继电器线圈供电的电池电动势 =6 V=6 V，内阻不计。图，内阻不计。图，内阻不计。图，内阻不计。图中的中的中的中的“电源电源电源电源”是恒温箱加热的电源。是恒温箱加热的电源。是恒温箱加热的电源。是恒温箱加热的电源。(1)(1)应该把恒温箱内的加热器接在应该把恒
22、温箱内的加热器接在应该把恒温箱内的加热器接在应该把恒温箱内的加热器接在 A A、B B 端还是端还是端还是端还是 C C、D D 端？端？端？端？(2)(2)如果要使恒温箱内的温度保持如果要使恒温箱内的温度保持如果要使恒温箱内的温度保持如果要使恒温箱内的温度保持 100 100 0 0C C，可变电，可变电，可变电，可变电阻阻阻阻 R R 的值应调节为多少？的值应调节为多少？的值应调节为多少？的值应调节为多少？解答：解答：解答：解答：(1)A、B 端。端。R RG G (2)由图甲知，由图甲知，t=100时时 R=50 继电器电路中电流在继电器电路中电流在 100 时时:I=其中其中 为继电器
23、的电阻为继电器的电阻 代入数据解得代入数据解得:R R +R RG G +R R R=100 例例例例6 6 如图甲为在温度为如图甲为在温度为如图甲为在温度为如图甲为在温度为1010左右的环境中工作的某左右的环境中工作的某左右的环境中工作的某左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻自动恒温箱原理简图，箱内的电阻自动恒温箱原理简图，箱内的电阻自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R R1 1 =20 k20 k，R R2 2 =10 k10 k，R R3 3 =40 k40 k，R Rt t为热敏电阻，它的电阻随温度为热敏电阻，它的电阻随温度为热敏电阻，它的电阻随温度为热敏电阻，它的电阻随温度
24、变化的图线如图乙所示当变化的图线如图乙所示当变化的图线如图乙所示当变化的图线如图乙所示当 a a、b b端电压端电压端电压端电压 U Uab ab 0 0 0时，电压鉴别器使时，电压鉴别器使时，电压鉴别器使时，电压鉴别器使 S S断开，断开，断开，断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在停止加热，恒温箱内的温度恒定在停止加热，恒温箱内的温度恒定在停止加热，恒温箱内的温度恒定在_解答：解答：解答：解答：设电路两端电设电路两端电压为为压为为U，当，当 Uab=0 时，时，有：有：U UR R1 1+R R2 2R R1 1=U UR Rt tR R3 3+R R3 3解得解得Rt=20 k查图乙可知，
25、查图乙可知，当当当当 R Rt t =20 k20 k时，时，时，时，t=t=35 35 冰箱温度控制器冰箱温度控制器冰箱温度控制器冰箱温度控制器MM1 1 测温泡测温泡测温泡测温泡2 2 细管细管细管细管3 3 弹性金属盒弹性金属盒弹性金属盒弹性金属盒4 4 弹簧片弹簧片弹簧片弹簧片5 5 动触点动触点动触点动触点6 6 静触点静触点静触点静触点7 7 拉杆拉杆拉杆拉杆8 8 凸轮凸轮凸轮凸轮9 9 连杆连杆连杆连杆冰箱内温度较冰箱内温度较冰箱内温度较冰箱内温度较高时，密封系高时，密封系高时，密封系高时，密封系统中的压强增统中的压强增统中的压强增统中的压强增大，盆体膨胀，大，盆体膨胀，大，盆
26、体膨胀，大，盆体膨胀，膜盒膜盒膜盒膜盒3 3通过小柱通过小柱通过小柱通过小柱体带动弹簧片体带动弹簧片体带动弹簧片体带动弹簧片4 4，使动触点，使动触点，使动触点，使动触点5 5与与与与静触点静触点静触点静触点6 6接触，接触，接触，接触，控制压缩机自控制压缩机自控制压缩机自控制压缩机自动开始工作，动开始工作，动开始工作，动开始工作，而在达到设定而在达到设定而在达到设定而在达到设定的低温时拉簧的低温时拉簧的低温时拉簧的低温时拉簧带动弹簧片带动弹簧片带动弹簧片带动弹簧片4 4将将将将触点触点触点触点5 5、6 6断开，断开，断开，断开，使压缩机停止使压缩机停止使压缩机停止使压缩机停止工作工作工作工
27、作 凸轮逆时针转动会加大连杆凸轮逆时针转动会加大连杆凸轮逆时针转动会加大连杆凸轮逆时针转动会加大连杆9 9对弹簧对弹簧对弹簧对弹簧7 7的拉力，的拉力，的拉力，的拉力，该拉力与弹性膜盒该拉力与弹性膜盒该拉力与弹性膜盒该拉力与弹性膜盒3 3共同控制弹簧片共同控制弹簧片共同控制弹簧片共同控制弹簧片4 4的运动，故的运动，故的运动，故的运动，故弹簧弹簧弹簧弹簧7 7上弹力的变化会改变设定的温度上弹力的变化会改变设定的温度上弹力的变化会改变设定的温度上弹力的变化会改变设定的温度电饭锅电饭锅电饭锅电饭锅感温铁氧体感温铁氧体感温铁氧体感温铁氧体感温材料感温材料感温材料感温材料氧化锰、氧化锌氧化锰、氧化锌氧
28、化锰、氧化锌氧化锰、氧化锌氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合氧化铁粉末混合居里点居里点居里点居里点常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性常温下有磁性约约约约约约 103 103 103 000CCC 时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性时，失去磁性结结结结构构构构图图图图示示示示开始煮饭时，用手压下开开始煮饭时，用手压下开开始煮饭时，用手压下开开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁关按钮，永磁体与感温磁关按钮，永磁体与感温磁关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮体相吸，手松开后，按钮体相吸，手松开后，按钮体相吸，手松开后，按钮不
29、再恢复到图示状态。不再恢复到图示状态。不再恢复到图示状态。不再恢复到图示状态。水沸腾后，锅内水沸腾后，锅内水沸腾后，锅内水沸腾后，锅内大致保持大致保持大致保持大致保持 100 100不变。不变。不变。不变。饭熟后，水分被大米吸收，锅底饭熟后，水分被大米吸收，锅底饭熟后，水分被大米吸收，锅底饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至温度升高，当温度升至温度升高，当温度升至温度升高，当温度升至“居里点居里点居里点居里点103103”时，感温磁体失去铁磁性，时，感温磁体失去铁磁性，时，感温磁体失去铁磁性，时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，在弹簧作用下，永磁体被弹开，在弹簧作用
30、下，永磁体被弹开，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止触点分离，切断电源，从而停止触点分离，切断电源，从而停止触点分离，切断电源，从而停止加热加热加热加热如果用电饭锅烧水，水沸腾后，如果用电饭锅烧水，水沸腾后，如果用电饭锅烧水，水沸腾后，如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持锅内保持锅内保持锅内保持100100不变，温度低于不变，温度低于不变，温度低于不变，温度低于“居里点居里点居里点居里点103103”，电饭锅不能自，电饭锅不能自，电饭锅不能自，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升动断电。只有水烧干后，温度升动断电。只有水烧干后，温度升动断电。只有水烧干后，温度升高到高
31、到高到高到103103才能自动断电。才能自动断电。才能自动断电。才能自动断电。例例例例7 7 有定值电阻、热敏电阻、光敏有定值电阻、热敏电阻、光敏有定值电阻、热敏电阻、光敏有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路电阻三只元件分别接入如图所示电路电阻三只元件分别接入如图所示电路电阻三只元件分别接入如图所示电路中中中中A A、B B两点后，用黑纸包住元件置入两点后，用黑纸包住元件置入两点后，用黑纸包住元件置入两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说热水中，观察欧姆表的示数，下列说热水中，观察欧姆表的示数，下列说热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是法正确的是
32、法正确的是法正确的是 （）A.A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示 数变化较大，这只元件一定是热敏电阻数变化较大，这只元件一定是热敏电阻数变化较大，这只元件一定是热敏电阻数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示 数不变化数不变化数不变化数不变化 ，这只元件一定是定值电阻，这只元件一定是定值电阻，这只元件一定是定值电阻，这只元
33、件一定是定值电阻C.C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆 表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆 表示数相同，这只元件一定是定值电阻表示数相同，这只元件一定是定值电阻表示数相同，这只元件一定是定值电阻表示数
34、相同，这只元件一定是定值电阻A AB BAC 例例例例 8 8 如图所示是一种热敏电阻（如图所示是一种热敏电阻（如图所示是一种热敏电阻（如图所示是一种热敏电阻（PTCPTC元件）的电阻元件）的电阻元件）的电阻元件）的电阻 R R 随温度随温度随温度随温度t t变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温能常见的电热灭蚊器中
35、就使用这种元件来加温并控制温度如果将该元件接到度如果将该元件接到度如果将该元件接到度如果将该元件接到 220V 220V 恒定电压下，则恒定电压下，则恒定电压下，则恒定电压下，则 ()()A A通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先增大后减小 B B通电后，其电功率先减小后增大通电后，其电功率先减小后增大通电后，其电功率先减小后增大通电后，其电功率先减小后增大 C C当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在 t t1 1
36、 不变不变不变不变 D D当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在当其发热功率等于散热功率时，温度保持在 t t1 1 到到到到 t t2 2之间的某一值不变之间的某一值不变之间的某一值不变之间的某一值不变t/Rt2t1A D测温仪测温仪测温仪测温仪各种数字式各种数字式各种数字式各种数字式温度计温度计温度计温度计测温元件测温元件热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等可以实现远可
37、以实现远可以实现远可以实现远距离测温度距离测温度距离测温度距离测温度实现数据采实现数据采实现数据采实现数据采集、处理、集、处理、集、处理、集、处理、画图的智能画图的智能画图的智能画图的智能化功能化功能化功能化功能非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪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
38、触测温接触测温接触测温热电偶热电偶热电偶热电偶T1T2mAmAT T1 1 T T2 2四四.光传感器光传感器鼠标器鼠标器滚球、滚轴滚球、滚轴滚球、滚轴滚球、滚轴与码盘、红与码盘、红与码盘、红与码盘、红外发射管与外发射管与外发射管与外发射管与红外接收管红外接收管红外接收管红外接收管部部部部件件件件 当鼠标在桌面上滚动时，当鼠标在桌面上滚动时，当鼠标在桌面上滚动时，当鼠标在桌面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个滚球的运动通过滚轴带动两个滚球的运动通过滚轴带动两个滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到码盘转动，红外接收管就收到码盘转动，红外接收管就收到码盘转动，红外接收管就收到断续
39、的红外线脉冲，输出相应断续的红外线脉冲，输出相应断续的红外线脉冲，输出相应断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统的电脉冲信号。计算机分别统的电脉冲信号。计算机分别统的电脉冲信号。计算机分别统计计计计 x x、y y 两个方向的脉冲信号，两个方向的脉冲信号，两个方向的脉冲信号，两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生处理后就使屏幕上的光标产生处理后就使屏幕上的光标产生处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。相应的位移。相应的位移。相应的位移。原原原原理理理理火灾报警器火灾报警器烟雾散射式烟雾散射式烟雾散射式烟雾散射式火灾报警器火灾报警器火灾报警器火灾报警器结结结结构构构构原原原
40、原理理理理在没有发生火灾时，光电三极在没有发生火灾时，光电三极在没有发生火灾时，光电三极在没有发生火灾时，光电三极管收不到管收不到管收不到管收不到 LED LED 发出的光，呈发出的光，呈发出的光，呈发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，现高电阻状态。当发生火灾时，现高电阻状态。当发生火灾时，现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾进入罩内产生大量烟雾，烟雾进入罩内产生大量烟雾，烟雾进入罩内产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光后对光有散射作用，使部分光后对光有散射作用，使部分光后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电线照射到光电三极管上，其电线照射到光电三极
41、管上，其电线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路阻变小。与传感器连接的电路阻变小。与传感器连接的电路阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警检测出这种变化，就会发出警检测出这种变化，就会发出警检测出这种变化，就会发出警报。报。报。报。原理原理原理原理工作工作工作工作 例例例例9 9 如图所示为一实验小车中如图所示为一实验小车中如图所示为一实验小车中如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装利用光电脉冲测量车速和行程的装利用光电脉冲测量车速和行程的装利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。置示意图。置示意图。置示意图。A A 为光源，为光源，为光源，为光源，B
42、 B 为光电接为光电接为光电接为光电接收器，收器，收器，收器，A A、B B 均固定在车身上，均固定在车身上，均固定在车身上，均固定在车身上，C C 为小车的车轮，为小车的车轮，为小车的车轮，为小车的车轮，D D 为与为与为与为与 C C 同轴相连同轴相连同轴相连同轴相连的齿轮。车轮转动时，的齿轮。车轮转动时，的齿轮。车轮转动时，的齿轮。车轮转动时，A A 发出的光发出的光发出的光发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被 B B 接收接收接收接收并转换
43、成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为位时间内脉冲数为位时间内脉冲数为位时间内脉冲数为 n n，累计脉冲数为，累计脉冲数为，累计脉冲数为，累计脉冲数为 N N，则要测出小车的速，则要测出小车的速，则要测出小车的速，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是度和行程还必须测量的物理量和数据是度和行程还必须测量的物理量和数据是度和行程还必须测量的物理量和数据是 ，小车速度的表达式为小车速度的表达式为小车速度的表达式为小车
44、速度的表达式为 v v=；行程的表达式为；行程的表达式为；行程的表达式为；行程的表达式为 S S =。解答解答:分析：分析：分析：分析：光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变 为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮（或车轮）的转动有关，也就与速度和行程有关。的转动有关，也就与速度和行程有关。的转动有关，也就与速度和行程有关。的转动有关，也就与速度和行程有关。车行驶速度在数
45、值上等于车轮绕轴转动的线速度车行驶速度在数值上等于车轮绕轴转动的线速度车行驶速度在数值上等于车轮绕轴转动的线速度车行驶速度在数值上等于车轮绕轴转动的线速度即即即即 v v=2 2RfRf (R R 为车轮半径，为车轮半径，为车轮半径，为车轮半径，f f 为转速为转速为转速为转速 )被被被被 B B 接收到，则接收到，则接收到，则接收到，则 f f =若若若若 D D 的齿轮数为的齿轮数为的齿轮数为的齿轮数为 Q Q，则车轮转一圈有，则车轮转一圈有，则车轮转一圈有，则车轮转一圈有 Q Q 个光脉冲个光脉冲个光脉冲个光脉冲 n nQ Q2 2RnRn，则车速，则车速，则车速，则车速 v v=Q Q
46、车的行程车的行程车的行程车的行程 S S=vt vt ，其中，其中，其中，其中 t t=N Nn Qn Q2 2RNRNQ Q，则，则，则，则 S S=由上可知还需测量的量是：车轮半径由上可知还需测量的量是：车轮半径由上可知还需测量的量是：车轮半径由上可知还需测量的量是：车轮半径R R 和和和和 D D 轮齿轮数轮齿轮数轮齿轮数轮齿轮数Q Q 例例例例 10 10 计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏脉冲激光信号，激光扫描光
47、盘信息时，激光头利用光敏脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系电阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系电阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系电阻自动计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出来相应的信息。光敏电阻的自统，再通过计算机显示出来相应的信息。光敏电阻的自统，再通过计算机显示出来相应的信息。光敏电阻的自统，再通过计算机显示出来相应的信息。光敏电阻的自动计数示意图如图所示，其中动计数示意图如图所示，其中动计数示意图如图所示，其中动计数示意图如图所
48、示，其中 R R1 1 为光敏电阻，为光敏电阻，为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2 为定为定为定为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（）A A 当有激光照射当有激光照射当有激光照射当有激光照射 R R1 1 时，处理系统获得高电压时，处理系统获得高电压时，处理系统获得高电压时，处理系统获得高电压 B B 当有激光照射当有激光照射当有激光照射当有激光照射 R R1 1 时，处理系统获得低电压时，处理系统获得低电压时，处理系统获得低电压时，处理系统获得低电压 C C 信号处理系统
49、每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D D 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号信号处理处理系统系统R2R1激光激光激光激光A D测测 力力测物体加速度测物体加速度测物体角速度测物体角速度测测 位位 移移拓展性研究拓展性研究如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中如图所示为一种测定
50、风作用力的仪器原理图，图中 P P 为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O O 是悬挂点，是悬挂点，是悬挂点，是悬挂点，R R0 0 是保护电阻，是保护电阻，是保护电阻，是保护电阻，CD CD 是水平放置的光滑电阻丝，与悬是水平放置的光滑电阻丝，与悬是水平放置的光滑电阻丝，与悬是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝