第五章 传感器 全章复习（共18张ppt)
文档属性
| 名称 | 第五章 传感器 全章复习（共18张ppt) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-22 14:56:03 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
第五章《传感器》
全章复习
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、
不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。
玉兔号在月球上
智能手机中的部分传感器
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、
声、光、压力、位移、加速度、温度等
非电学量
电流
电压
电路通断
电学量
电阻式
电容式
电感式
传感器
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
地磅秤
电饭锅自动控温
电熨斗的调温和控温
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
不导电液体的液面高度检测
光电计数
门窗防盗报警装置
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
光控开关
加速度计
自制电子秤
一、知识整合
说出各敏感元件的特性、举一个应用实例
答案
2.网络构建
答案：常见传感器的特性及应用
1.光传感器
光敏电阻：光照强，电阻小。应用：光控开关。
光电三极管：光照强电阻小，光照弱电阻大。应用：火灾报警器。
2.温度传感器
(1)金属热电阻：温度高，电阻大。应用：电阻温度计。
(2)热敏电阻：温度高，电阻小。应用：液位报警器。
(3)感温铁氧体：在103℃时失去磁性。应用：电饭锅。
(4)双金属片：同温时向膨胀系数小的一侧弯曲。应用：电熨斗。
3.压力传感器
电阻应变片：拉伸时电阻大，压缩时电阻小。应用：电子秤。
压敏电阻：压力大电阻小，压力小电阻大。应用：苹果分拣装置。
4.磁传感器
(1)干簧管：将磁场有无转化为电路通断。应用：门窗防盗报警器。
(2)霍尔元件：通恒流I、加⊥I的磁场B，在第三个垂向有电压UH。应用：测电流大小、测转速等。
5.其他传感器
(1)电容式位移传感器；应用：不导电液体液面检测。
(2)电感式位移传感器。
一、知识整合
2.网络构建
二、自动控制装置的设计
1.传感器应用的一般模式
二、自动控制装置的设计
2.设计流程：功能需求分析→电路控制分析
门窗防盗报警装置的分析过程见下表
功能需求 可实现的传感器或电路
感知门窗的开关 干簧管
报警装置 蜂鸣器、发光二极管
自动接通2种状态的开关 电磁继电器或由门带动的机械开关
其他 合适电源、导线等
(1)检测压敏电阻薄膜的特性。
A.实验装置如图。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
将薄膜压力传感器 固定在铁架台支架平面上，用一个圆柱体压在其圆形敏感面上。二者间垫面积相当的聚氨酯橡胶垫片。
一个U形金属框架的上沿压固在圆柱体上，下端悬钩码。 调整 U形框架、橡胶垫片和圆柱体的总质量，使其总压力大小恰为 0.5 N。
传感器的两根引线跟数字多用表两表笔相连。选用电阻挡直测传感器的电阻。
改变钩码数量，就改变了传感器所受的压力。
该装置可以测量不同压力下传感器的电阻值。
(1)检测压敏电阻薄膜的特性。
A.实验装置如图。
B.获取数据并绘制R－F图像。
C.根据图像选择高灵敏度响应区间：1N左右。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
斜率大灵敏度高
二、自动控制装置的设计
(2)装置设计
杠杆O1上承托盘秤，末端接触压敏电阻R1。调节秤的位置，使大果上秤时对R1的压力1N左右。
杠杆O2为电磁铁衔铁。调节R2使放大电路输出电压恰使电磁铁吸合成为大果通道。
分压电路将果重信息转化为电压信号驱动电磁铁启闭衔铁。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
(3)工作原理
小果上秤，R1压力小电阻大。R2上电压不足，电磁铁不吸合，小果进上通道。
大果上秤，R1压力大电阻小。R2上电压大，激励放大电路并保持一段时间，电磁铁吸合打开下通道，走大果。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
(P107NO.3)例1. 许多会议室和宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器。有一种火灾报警器是利用烟雾 对光的散射来工作的。如图所示，带孔的 罩子内装有发光二极管LED、光电三极管(也是一种晶体管，有三个电极，当光照强弱变化 时，电极间的电阻随之变化)和不透明的挡板。 平时，光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作 用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻 变小。与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会发出警报。
你能说说类似这种光电式传感器还能在哪 些场合应用吗？
解：如图情景，用于测齿轮的转速。
三、应用与体会
1.烟雾散射式火灾报警器
例2.如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A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B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ；小车速度的表达式为υ= ；行程的表达式为s= 。
答：车轮半径R和齿轮的齿数p，
2πRn/p，
2πRN/p。
(P105NO.3)例3. 工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤 事故，工厂中大都是利用光电控制设备来避免事故发生的。如图所示为光控继电器的示 意图，它由电源、光电二极管(当有光照射时， 二极管导通，没有光照时，二极管截止)、放 大器、电磁继电器等几部分组成。这样，当工 人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线， 光控继电器衔铁立即带动开关，使机床停止工 作，避免事故发生。请简述光控继电器的原理。
解：手遮光，光电二极管截止。
电磁铁中无电流，弹簧拉开衔铁；工作电路断电；机床停车。
三、应用与体会
2.光控继电器的原理
总 结
敏感元件的特性记得清；
应用设计的流程有体会。
多看应用实例；
想清工作原理。
第五章《传感器》
全章复习
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、
不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。
玉兔号在月球上
智能手机中的部分传感器
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、
声、光、压力、位移、加速度、温度等
非电学量
电流
电压
电路通断
电学量
电阻式
电容式
电感式
传感器
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
地磅秤
电饭锅自动控温
电熨斗的调温和控温
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
不导电液体的液面高度检测
光电计数
门窗防盗报警装置
传感器的概念和分类
材料特性和应用情景
应用设计
一、知识整合
1.知识特点：尖端性、适用性、综合性、创新性。
光控开关
加速度计
自制电子秤
一、知识整合
说出各敏感元件的特性、举一个应用实例
答案
2.网络构建
答案：常见传感器的特性及应用
1.光传感器
光敏电阻：光照强，电阻小。应用：光控开关。
光电三极管：光照强电阻小，光照弱电阻大。应用：火灾报警器。
2.温度传感器
(1)金属热电阻：温度高，电阻大。应用：电阻温度计。
(2)热敏电阻：温度高，电阻小。应用：液位报警器。
(3)感温铁氧体：在103℃时失去磁性。应用：电饭锅。
(4)双金属片：同温时向膨胀系数小的一侧弯曲。应用：电熨斗。
3.压力传感器
电阻应变片：拉伸时电阻大，压缩时电阻小。应用：电子秤。
压敏电阻：压力大电阻小，压力小电阻大。应用：苹果分拣装置。
4.磁传感器
(1)干簧管：将磁场有无转化为电路通断。应用：门窗防盗报警器。
(2)霍尔元件：通恒流I、加⊥I的磁场B，在第三个垂向有电压UH。应用：测电流大小、测转速等。
5.其他传感器
(1)电容式位移传感器；应用：不导电液体液面检测。
(2)电感式位移传感器。
一、知识整合
2.网络构建
二、自动控制装置的设计
1.传感器应用的一般模式
二、自动控制装置的设计
2.设计流程：功能需求分析→电路控制分析
门窗防盗报警装置的分析过程见下表
功能需求 可实现的传感器或电路
感知门窗的开关 干簧管
报警装置 蜂鸣器、发光二极管
自动接通2种状态的开关 电磁继电器或由门带动的机械开关
其他 合适电源、导线等
(1)检测压敏电阻薄膜的特性。
A.实验装置如图。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
将薄膜压力传感器 固定在铁架台支架平面上，用一个圆柱体压在其圆形敏感面上。二者间垫面积相当的聚氨酯橡胶垫片。
一个U形金属框架的上沿压固在圆柱体上，下端悬钩码。 调整 U形框架、橡胶垫片和圆柱体的总质量，使其总压力大小恰为 0.5 N。
传感器的两根引线跟数字多用表两表笔相连。选用电阻挡直测传感器的电阻。
改变钩码数量，就改变了传感器所受的压力。
该装置可以测量不同压力下传感器的电阻值。
(1)检测压敏电阻薄膜的特性。
A.实验装置如图。
B.获取数据并绘制R－F图像。
C.根据图像选择高灵敏度响应区间：1N左右。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
斜率大灵敏度高
二、自动控制装置的设计
(2)装置设计
杠杆O1上承托盘秤，末端接触压敏电阻R1。调节秤的位置，使大果上秤时对R1的压力1N左右。
杠杆O2为电磁铁衔铁。调节R2使放大电路输出电压恰使电磁铁吸合成为大果通道。
分压电路将果重信息转化为电压信号驱动电磁铁启闭衔铁。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
(3)工作原理
小果上秤，R1压力小电阻大。R2上电压不足，电磁铁不吸合，小果进上通道。
大果上秤，R1压力大电阻小。R2上电压大，激励放大电路并保持一段时间，电磁铁吸合打开下通道，走大果。
例如：利用压敏元件设计苹果自动分拣装置
二、自动控制装置的设计
(P107NO.3)例1. 许多会议室和宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器。有一种火灾报警器是利用烟雾 对光的散射来工作的。如图所示，带孔的 罩子内装有发光二极管LED、光电三极管(也是一种晶体管，有三个电极，当光照强弱变化 时，电极间的电阻随之变化)和不透明的挡板。 平时，光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作 用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻 变小。与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会发出警报。
你能说说类似这种光电式传感器还能在哪 些场合应用吗？
解：如图情景，用于测齿轮的转速。
三、应用与体会
1.烟雾散射式火灾报警器
例2.如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A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B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ；小车速度的表达式为υ= ；行程的表达式为s= 。
答：车轮半径R和齿轮的齿数p，
2πRn/p，
2πRN/p。
(P105NO.3)例3. 工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤 事故，工厂中大都是利用光电控制设备来避免事故发生的。如图所示为光控继电器的示 意图，它由电源、光电二极管(当有光照射时， 二极管导通，没有光照时，二极管截止)、放 大器、电磁继电器等几部分组成。这样，当工 人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线， 光控继电器衔铁立即带动开关，使机床停止工 作，避免事故发生。请简述光控继电器的原理。
解：手遮光，光电二极管截止。
电磁铁中无电流，弹簧拉开衔铁；工作电路断电；机床停车。
三、应用与体会
2.光控继电器的原理
总 结
敏感元件的特性记得清；
应用设计的流程有体会。
多看应用实例；
想清工作原理。