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选修3-2 6-3传感器应用(二)


第3节

传感器的应用(二)

一、温度传感器的应用——电饭锅
回顾在家煮饭的过程?

问题提出:

电饭锅烧饭饭熟
后会自动断开 ? 而烧水时却不能 自动断开为什么呢?

阅读:P65
1、电饭锅中温度传感器的主要元件是什么? 2、感温铁氧体的组

成物质是什么? 3、感温铁氧体有何特点? 4、什么是“居里点”?

电饭锅的构造

如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个限温开关, 手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103℃)时会 自动断开,S2是一个自动温控开关,当温度低于约 70℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红 灯是加热状态时的指示灯,黄灯是保温状态时的指示灯, 限流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω, 两灯电阻不计. (1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加 热和保温过程).(2)简要回答,如果不闭合开关S 1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种 状态下,电饭煲的消耗功率之比.

资料: 2003年的那个春天,一头恶魔冲 进中华大地,一夜之间,国人无不谈S ARS色变.但在全国人民的共同努力下, 终于将这头恶魔降服,并彻底消灭,在抗 击SARS的过程中,许多公共场合都使用了 非接触式红外测温仪.
明达中学在防治 “非典”工作中对学校 实施严格的防控管理, 每天早上6点至7点对进 校师生进行身体检查, 确保师生人身安全和健 康。图为校医为学生测 量体温。

二、温度传感器的应用——测温仪

由于物体的温度 不同,发射红外线 的情况也不同,因 此利用红外线敏感 元件可以实现无接 触测温.
非接触式红外测温仪.

热电偶: mA T1 T2 T1≠T2
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的两个执着点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个大小的 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。

用温度传感器可以把温度转换为电信号。测温元

件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线
敏感元件等。

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。

传感器应用实例
温度传感器的应用——测温仪 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。

在工农业生产中经常用到自动控制装置,而 设计自动控制装置很多情况下要用到传感器.如 光电传感器,把光信号转化为电信号,然后对电 信号进行放大,再将电信号输入到相应的装置, 进而完成相应的自动控制。

例:光控门

光控门原理

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。光敏电阻的自动 计数示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定 值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( ) A、当有激光照射R1时,处理系统获得高电压 B、当有激光照射R1时,处理系统获得低电压 C、信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 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

R2

R1

激光

阅读p67 回答 1、机械式鼠标器的组成 2、机械式鼠标器的工作原理

传感器应用实例 三、光传感器的应用——鼠标器
鼠标中的红外接收管就是光传感器。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。

许多会议室、宾 馆房间的天花板上 都装有火灾报警器, 火灾报警器是光传 感器应用的又一实 例。 阅读:P68 回答 以利用烟雾对光的散射来工作的火灾 报警器为例,简述其工作原理

传感器应用实例

四、光传感器的应用——火灾报警器

报警器带孔的罩子内装 有发光二极管LED、光 电三极管和不透明的挡 板.平时,光电三极管 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.

总 结 常见的光传感器:光敏电阻、光电 管、光电二极管、光电三极管

【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,它的电阻 随温度变化的图线如图乙所示.当 a、b端电压 Uab<0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内 的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab>0时,电 压鉴别器使 S断开,停止加热,恒温箱内的温度恒 定在_________℃.

【例2】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速 和行程的装置示意图。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 必须测量的物理量和数据是 ,小车速度的表达式 为v= ;行程的表达式为= 。


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