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1、复习问题请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？光敏电阻将光学量光学量转化为电阻这个电学量。热敏电阻将温度这个热学量热学量转化为电阻这个电学量。霍尔元件把磁感应强度这个磁学量磁感应强度这个磁学量转化为电压这电压这个电学量个电学量。传感器应用的一般模式：传感器应用的一般模式：传感器传感器传感器传感器转换或放大电路转换或放大电路转换或放大电路转换或放大电路执行机构执行机构执行机构执行机构仪表显示仪表显示仪表显示仪表显示微机系统微机系统微机系统微机系统力电传感器的应用力电传感器的应用电子秤电子秤（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？（2 2）简
2、述力传感器的工作原理。）简述力传感器的工作原理。（3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？3、应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电 学量1、电子秤的测力装置是力传感器，它是由一个金属梁和两 个应变片一起组成了测力部分。2、在金属梁没有力的情况下，金属梁处于水平状态，梁 的上下应变片的长度没变且相等，两应变片的电阻大小 也相等，当给金属梁施加竖直向下的力时，金属梁会向 下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变 小，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相 等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电 路将差值信号放大，
3、再在显示器上显示出数字，即力F 的大小。练习练习1.关于电子秤中应变式力传感器的说法关于电子秤中应变式力传感器的说法 正正 确的是确的是（）A.应变片是由多用半导体材料制成应变片是由多用半导体材料制成B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小变小C.传感器输出的是应变片上的电压传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大，输出的电压差值也越大外力越大，输出的电压差值也越大A B D例例1:(1)惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的系统的重要元件是加速度计。加速度
4、计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于来静止，弹簧处于自然长度自然长度。滑块上有指针，可通过标。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距点的距离为离为S，则
5、这段时间内导弹的加速度，则这段时间内导弹的加速度 （）A.方向向左，大小为方向向左，大小为 k S/m B方向向右，大小为方向向右，大小为 k S/m C方向向左，大小为方向向左，大小为 2k S/m D.方向向右，大小为方向向右，大小为 2k S/m01010UPD(2)若若电电位位器器（可可变变电电阻阻）总总长长度度为为L，其其电电阻阻均均匀匀，两两端端接接在在稳稳压压电电源源U0上上，当当导导弹弹以以加加速速度度a沿沿水水平平方方向向运运动动时时，与与滑滑块块连连接接的的滑滑动动片片P产产生生位位移移，此此时时可可输输出出一一个个电电信信号号U，作作为为导导弹弹惯惯性性制制导导系系统统的
6、的信信息息源源，为为控控制制导导弹弹运运动动状状态态输输入入信信息息，试试写写出出U与与a 的的函函数数关关系系式。式。01010UPU0解解：a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx/R=U0 S/L=maU0/2kL=mU0 a/2kLa力力电转换电转换器器输输出出输输入入受受压压面面例例2 2：某学生某学生为为了了测测量一个物体的量一个物体的质质量，找到一个力量，找到一个力电转换电转换器器 ，该转换该转换器的器的输输出出电压电压正比于受正比于受压压面受到的面受到的压压力（比例系数力（比例系数为为k k）如如图图所示，所示，测测量量时时先先调节输调节输入端的入端的电压电压，使，使转换转
7、换器空器空载时载时的的输输出出电压为电压为0 0；而后在其受；而后在其受压压面上放上物体，即可面上放上物体，即可测测得与物体的得与物体的质质量成量成正比的正比的输输出出电压电压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m m0 0的砝码、电压表、滑动的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电变阻器、干电池一个、电键及导线若干、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，并且使电）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可
8、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。压的调节范围尽可能大，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k k，并测出待测物体的，并测出待测物体的质量质量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。力力电转换电转换器器输输出出输输入入受受压压器器SVR解析：解析：（1 1）设计的电路图如图所示，输入电压采用）设计的电路图如图所示，输入电压采用分压接法目的是让电压可调范围尽可能大。分压接法目的是让电压可调范围尽可能大。（2 2）测量步骤：）测量步骤：调节滑动变阻器，使转
9、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U U1 1，由，由U U0 0=km=km0 0g g得得k=Uk=U0 0/m/m0 0g g，测得，测得U U1 1=kmg=kmg，所以，所以m=mm=m0 0U U1 1/U/U0 0。（3 3）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因电源电压不够而输出电压调不到零。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。声
10、传感器的应用话筒（1）话筒的作用是什么？）话筒的作用是什么？（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。阅读教材并思考阅读教材并思考声音信号转化为电信号声音信号转化为电信号 膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传
11、给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？这种话筒的优点是什么？金 属板金属膜振动膜外电路（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜M和和固定电极固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电当声形成一个电容器，被直流电源充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻电流，
12、于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同两端就输出了与声音变化规律相同的电压优点：保真度好。的电压优点：保真度好。驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重量轻，价波的是驻极体塑料薄膜优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。格便宜，灵敏度高，工作电压低。演示实验：按照如图所示的连接驻极体话筒的工作电路，话筒的输出端经过隔直电容接到示波器。对着话筒喊话，观察示波器的荧光屏上的波形，再用另外一人同样对话筒喊话，比较两次声音产生的波形有什么不一样。R 2.7kC 10FE 6vy输入驻极体话筒地温度传
13、感器的应用温度传感器的应用电熨斗电熨斗 温控开关：温控开关：取一个报废的日光灯启辉器，去掉外壳，敲碎氖泡的玻璃，可以看到一个U型的双金属片，双金属片的旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点，常温下触点是分离的，用火焰靠近金属片，可以看到双金属片的形状变化，与金属丝接触，熄灭火焰，双金属片逐渐恢复原状，两个触点分离。把这个启动器用到温控开关，可以控制小灯泡的亮和灭。把这个启动器用到温控开关，可以控制小灯泡的亮和灭。U形形动动触片触片静触片静触片氖氖泡泡图1思思考与讨论考与讨论：（1）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作
14、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，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设）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定不同的温度，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 温度
15、传感器的另一应用温度传感器的另一应用电冰箱的温控装置电冰箱的温控装置 如图所示是某种电冰箱内温度控制器的结构，铜质的测温泡1，细管2和弹性金属膜盒3连成密封的系统，里面充有氯甲烷盒它的蒸汽，构成一个温度传感器，膜盒3为扁圆形，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接，盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀，测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点盒静触点，控制制冷压缩机的工作，拉簧7的两端分别连接到弹簧片4盒连杆9上。连杆9的下端是装在机箱上的轴。凸轮8是由设定温度的旋钮控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力。电冰箱温控装置的工作原理是什么？电冰箱温控装置的工
16、作原理是什么？自动控温原理自动控温原理 如图所示是某种电冰箱内温度控制器的结构，铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器，膜盒为扁圆形，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接，盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀，测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作，拉簧7的两端分别连接到弹簧片和连杆9上，连杆9的下端装在机箱上的轴，凸轮8是由设定温度的旋钮控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力。当冷藏室里的温度升高时，1、2、3中的氯甲烷受热膨胀，弹性金属膜盒3的左端膨胀，推
17、动弹簧片4向左转动，使5、6接触，控制的压缩机电路开始工作制冷，当温度下降到一定程度，氯甲烷受冷收缩，5、6又分开，制冷结束，直到下次温度升高再重复上述过程。温度设定原理温度设定原理 将凸轮8逆时针旋转，凸轮将连杆9向右顶，使得弹簧7弹力增大，此时要将5、6触点接通，所需要的力就要大些，温度要高一些，即温控挡应低一些（例如1级），顺时针旋转凸轮8，控制的温度低一些，控温挡要高一些。本节课主要学习了以下几个问题：本节课主要学习了以下几个问题：1、力传感器的应用、力传感器的应用电子秤传感器的应用电子秤传感器的应用 2、声传感器的应用、声传感器的应用话筒话筒 3、温度传感器的应用、温度传感器的应用电熨斗电熨斗 力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是用来进行自动控制用来进行自动控制