高中通用技术：《传感器的应用》教学PPT课件
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（A）距离变化 （B）正对面积变化 （C）介质变化 （D）电压变化
振动 膜金属
板
金属 膜
图5
外电 路
13
3、驻极体话筒：
它由内部的驻极体塑料膜感受声波，其工作原理 与电容式话筒类似，但是工作的电压只须 3～6 V，
特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高， 常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上
8
Baidu Nhomakorabea
9
10
二、声传感器的应用——话筒
1、动圈式话筒： 膜片在声波下振动，使得 与膜片相连的线圈中产生周期 性变化的感应电流。 2、电容式话筒： 金属膜片M 和固定电极 N 形成一 个电容器,M 在声波作用下振动,电容 器的电容作周期性变化，电阻R 两端 的电压也做相应的周期性变化。
绝缘支架
11
例题：（2003上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内有 传感器。其中有一种是动圈式的，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，线圈处于永 磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音 信号转变为电信号。下列说法正确的是 ( B ) A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
1
一般情况下传感器产生的电压（流）等 电学物理量的信号值都相当微弱的，难以 带动执行机构去实现控制动作，所以一般 都是将传感器和各种门电路、放大电路等 结合在一起使用的。
2
传感器应用的一般模式
3
一、力传感器的应用——1 电子秤
4
（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）简述力传感器的工作原理。
A．通电后，其电功率先增大后减小 B．通电后，其电功率先减小后增大
C．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1不变 D．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1 到t2 之间的某一值不变
R
AD
t/℃
t1
t2
17
2.冰箱温度控制器(问题与练习1)
1、测温泡 2、细管 3、弹性金属盒 4、弹簧片
5、动触点 6、静触点
M
7、拉杆
8、凸轮
9、连杆
思考与讨论：
氯甲烷及它的蒸气
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温
后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？
18
3、恒温箱温控器(问题与练习3)
思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C
、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调
＋－ ＋－
＋－
14
三、温度传感器的应用——1.电熨斗
双金属片温度传感器：
常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀 性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。
15
电烫斗的构造
思考与讨论： ●常温下两触点是接触还是分离？ ●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作 温度？
16
练习、 如图所示是一种热敏电阻（PTC元件）的电阻 R随温度t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 控制温度．如果将该元件接到220V恒定电压下，则
将微机辅助实验系统所配的温度传感 器与计算机连接，可以实现数据采集、处 理、画图的智能化功能。
23
四、鼠光标传中感的红器外的接应收用管—就—是1光.鼠传标感器。鼠标移动时
，滚球带动 x、y 方向两个码盘转动，红外管接收到 一个个红外线脉冲。计算机分别统计 x、y 两个方向
上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。
节多大？
19
感温铁氧体的“居里点”： 4 .电感饭温锅铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度
升高到103℃时便失去了铁磁性，这个温度
称为这种材料的“居里温度”或“居里点”
电。饭锅的构造
思考与讨论： ●开始做饭时为什么要压 下开关按钮？ ●若用电饭锅烧水，水在 沸腾以后是否会自动断电？
20
用温度传感器可以把温度转换为电信号。 5测、温测元温件仪可以是热敏电阻、金属热电阻、热 电偶、红外线敏感元件等。
12
例题：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，在两极间加一电
压U，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（ A ）
26
温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作
的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，
电信号可以远距离输送，因而温度传感器 可以远距离读取温度。
21
热电偶：将两种不同材料的导体或半导体A和 B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A 和B的两个焊接点1和2之间存在温差时，两 者之间便产生电动势,因而在回路中形成一 定大小的电流,这种现象称为热电效应。热 电偶就是利用这一效应来工作的。
22
（3）应变片能够把什么力学量转化为 什么电学量？
5
金属梁
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（输出应变片上下表面的电压差值）
形变
转换
电压
（力学量）
（电学量）
6
1.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确 的是 （ A B D ） A.应变片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，变小 C.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
24
2. 火光灾电报三警极器管是烟雾火警报警器中的光传感器。平 时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住。当有 烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到 散射光，电阻变小，使报警电路工作。
25
小结
1、温度传感器 的应用
2、光传感器 的应用
（1）电饭锅
（2）测温 仪 （1）鼠标器
（2）火灾报警器
7
2：（2003上海考题）演示位移传感器的工作原理 如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器 的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体 位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正
确的是 ( B )
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C. 物体M不动时，电路中没有电流 D. 物体M不动时，电压表没有示数
振动 膜金属
板
金属 膜
图5
外电 路
13
3、驻极体话筒：
它由内部的驻极体塑料膜感受声波，其工作原理 与电容式话筒类似，但是工作的电压只须 3～6 V，
特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高， 常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上
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Baidu Nhomakorabea
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二、声传感器的应用——话筒
1、动圈式话筒： 膜片在声波下振动，使得 与膜片相连的线圈中产生周期 性变化的感应电流。 2、电容式话筒： 金属膜片M 和固定电极 N 形成一 个电容器,M 在声波作用下振动,电容 器的电容作周期性变化，电阻R 两端 的电压也做相应的周期性变化。
绝缘支架
11
例题：（2003上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内有 传感器。其中有一种是动圈式的，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，线圈处于永 磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音 信号转变为电信号。下列说法正确的是 ( B ) A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
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一般情况下传感器产生的电压（流）等 电学物理量的信号值都相当微弱的，难以 带动执行机构去实现控制动作，所以一般 都是将传感器和各种门电路、放大电路等 结合在一起使用的。
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传感器应用的一般模式
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一、力传感器的应用——1 电子秤
4
（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）简述力传感器的工作原理。
A．通电后，其电功率先增大后减小 B．通电后，其电功率先减小后增大
C．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1不变 D．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1 到t2 之间的某一值不变
R
AD
t/℃
t1
t2
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2.冰箱温度控制器(问题与练习1)
1、测温泡 2、细管 3、弹性金属盒 4、弹簧片
5、动触点 6、静触点
M
7、拉杆
8、凸轮
9、连杆
思考与讨论：
氯甲烷及它的蒸气
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温
后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？
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3、恒温箱温控器(问题与练习3)
思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C
、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调
＋－ ＋－
＋－
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三、温度传感器的应用——1.电熨斗
双金属片温度传感器：
常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀 性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。
15
电烫斗的构造
思考与讨论： ●常温下两触点是接触还是分离？ ●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作 温度？
16
练习、 如图所示是一种热敏电阻（PTC元件）的电阻 R随温度t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 控制温度．如果将该元件接到220V恒定电压下，则
将微机辅助实验系统所配的温度传感 器与计算机连接，可以实现数据采集、处 理、画图的智能化功能。
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四、鼠光标传中感的红器外的接应收用管—就—是1光.鼠传标感器。鼠标移动时
，滚球带动 x、y 方向两个码盘转动，红外管接收到 一个个红外线脉冲。计算机分别统计 x、y 两个方向
上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。
节多大？
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感温铁氧体的“居里点”： 4 .电感饭温锅铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度
升高到103℃时便失去了铁磁性，这个温度
称为这种材料的“居里温度”或“居里点”
电。饭锅的构造
思考与讨论： ●开始做饭时为什么要压 下开关按钮？ ●若用电饭锅烧水，水在 沸腾以后是否会自动断电？
20
用温度传感器可以把温度转换为电信号。 5测、温测元温件仪可以是热敏电阻、金属热电阻、热 电偶、红外线敏感元件等。
12
例题：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，在两极间加一电
压U，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（ A ）
26
温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作
的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，
电信号可以远距离输送，因而温度传感器 可以远距离读取温度。
21
热电偶：将两种不同材料的导体或半导体A和 B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A 和B的两个焊接点1和2之间存在温差时，两 者之间便产生电动势,因而在回路中形成一 定大小的电流,这种现象称为热电效应。热 电偶就是利用这一效应来工作的。
22
（3）应变片能够把什么力学量转化为 什么电学量？
5
金属梁
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（输出应变片上下表面的电压差值）
形变
转换
电压
（力学量）
（电学量）
6
1.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确 的是 （ A B D ） A.应变片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，变小 C.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
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2. 火光灾电报三警极器管是烟雾火警报警器中的光传感器。平 时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住。当有 烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到 散射光，电阻变小，使报警电路工作。
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小结
1、温度传感器 的应用
2、光传感器 的应用
（1）电饭锅
（2）测温 仪 （1）鼠标器
（2）火灾报警器
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2：（2003上海考题）演示位移传感器的工作原理 如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器 的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体 位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正
确的是 ( B )
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C. 物体M不动时，电路中没有电流 D. 物体M不动时，电压表没有示数