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物理(传感器的应用实例1-2)学习要点及例题解答


物理(传感器的应用实例 1-2)学习要点及例题解答 传感器的应用实例(一) 学习目标: 1、知道传感器应用的一般模式. 2、理解电子秤的原理----力传感器的应用. 3、理解话筒的原理----声传感器的应用. 4、理解电熨斗的原理----温度传感器的应用. 5、会设计简单的有关传感器应用的控制电路. 自主学习: 一、力传感器的应用-----电子秤 1.电子秤理有______片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器 等器件.电阻应变片受到力的作用时 ,它的____会发生变化,把应变片放在合 适的电路中,他能够把物体____这个力学量转换为____这个电学量,因而 电子秤是____的应用. 2.工作原理:如图 6-2-1 所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个 应变片,在梁的自由端施力 F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的 电阻___,下表面应变片的电阻变小.F 越大, 弯曲形变___, 应变片的阻值变化就越 大.如果让应变片中 通过的电流保持恒定,那末上面应变片两端的 电压变大, 下面应变片两端的电压变小. 传感器把这两个电压的差 值输出.外力越大, 输出的电压差值也就, ___ 6-2-1 二、声传感器的应用----话筒 1、话筒是一种常用的____,其作用是把____转换成____. 话筒分为__ __,____,____等几种. 2、电容式话筒:原理:是绝缘支架,薄金属膜和固定电极形成一个电容器,被直流电源 充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流 ,于是电阻 R 两端 就输出了与声音变化规律相同的电压. 3.驻极体话筒:它的特点是____,____,____,____.其工作原理同电容式 话筒,只是其内部感受声波的是____. 三、温度传感器的应用-----电熨斗 1.在电熨斗中,装有双金属片温度传感器,其作用是____,当温度发生变化时, 双金属片的____不同,从而能控制电路的通断 2.电熨斗的自动控温原理: 常温下,上、下触点是接触的,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____,下部金属膨胀___,则双金属片向下弯曲,使 1 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 接通电源,从而保持温度不变. 典型例题: 例 1 用如图 6-2-2 所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加 速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个有力敏电阻组成的压力传感器.用两根 相同的轻弹簧夹着一个质量为 2.0 ㎏的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压 在传感器 a、b 上其压力大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向 固定在汽车上, 传感器 b 在前,a 在后.汽车静止时, 传感器 a、 b 的示数均为 10N (取 g=10m 2 /s ) (1) 若传感器 a 示数为 14N, b 的示数为 6.0N, 求此时汽车的加速度和方向? (2)当汽车一怎样的加速度运动时, 传感器 a 的示数为零? 6-2-3 乙所式是录音机的录音、放音原理图,由图可知: ① 话筒工作时录音磁铁不动,线圈振动而 产生感应电流. 里产生感应电流 6-2-2 例 2 动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象,图 6-2-3 甲所式是话筒原理,图 ② 录音机放音时变化的磁场在静止的线圈 ③ 录音机放音时线圈中变化了的电流在磁 头缝隙处产生变化的磁场 甲 ④ 录音机录音时线圈中变化的电流在磁头 缝隙处

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