[選修3-2]64傳感器的應(yīng)用實例-wenkub
2022-11-28 20:16:31 本頁面
【正文】 或降低導(dǎo)致 Rt阻值發(fā)生變化，使電路中電流也發(fā)生變化，導(dǎo)致 R上的電壓也發(fā)生改變，因此電壓表讀數(shù)將會發(fā)生變化，從而就將溫度的化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴? 例 ： 利用雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷 . 例 ： 利用感溫磁體的特點 例題 5： 如圖是一火警報警的一部分電路示意圖。 例題 1.（ 2020上海試題）唱卡拉 OK用的話筒，內(nèi)有傳感器。當箱以 a= m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時 ， 上頂板的傳感器顯示的壓力為 ， 下底板的傳感器顯示的壓力為 。當系統(tǒng)繞軸 OO′轉(zhuǎn)動時，元件 A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。如圖為應(yīng)變式加速度計示意圖，當系統(tǒng)加速時，加速度計中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端的滑動臂可在滑動變阻器 R上自由滑動，當系統(tǒng)加速運動時，敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出，已知：敏感元件的質(zhì)量為 m，兩彈簧的勁度系數(shù)為 k，電源的電動勢為 E，內(nèi)電阻不計，滑動變阻器的總電阻為 R，有效長度為 L，靜態(tài)時輸出電壓為 U0。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度。 （ 3）請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題。 現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為 m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。傳感器的應(yīng)用 力電傳感器 :主要是利用敏感元件和變阻器把 力學(xué)信號 （位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為 電學(xué)信號 （電壓、電流等）的儀器。請完成對該物體的測量 m。 力電轉(zhuǎn)換器 ＋ ＋ － － 輸出 輸入 受壓面 (1) 設(shè)計電路如圖 (2) 測量步驟與結(jié)果 :① 調(diào)節(jié)滑動變阻器 ,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零 ,② 將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上 ,記下輸出電壓 U0,③ 將待測物放在轉(zhuǎn)換器上 ,記下輸出電壓 U 由 U0=km0g,得 k=U0/m0g U=k m g,所以 m=m0U/U0 例題 2：（風(fēng)力測定儀）如圖所示為一種測定風(fēng)作用力的儀器原理圖，圖中 P為金屬球，懸掛在一細長裸金屬絲下面， O是懸掛點， R0是保護電阻， CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細金屬絲始終保持良好接觸，無風(fēng)時細金屬絲與電阻絲在 C點接觸，此時電路中的電流為 I，有風(fēng)時細金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度 θ （ θ 與風(fēng)力大小有關(guān)），細金屬絲與電阻絲在 C/點接觸，已知風(fēng)力方向水平向左，OC=h， CD=L，球的質(zhì)量為 M，電阻絲單位長度的電阻為 k，電源內(nèi)電阻和細金屬絲電阻均不計，金屬絲偏轉(zhuǎn) θ 角時，電流表的示數(shù)為 I/，此時風(fēng)力大小為 F，試寫出： ① 風(fēng)力大小 F與 θ的關(guān)系式； ② 風(fēng)力大小 F與電流表示數(shù) I/ 的關(guān)系式 ?；瑝K上有指針，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導(dǎo)。試求加速度 a與輸出電壓 U的關(guān)系式。已知 A的質(zhì)量為 m，彈簧的勁度系數(shù)為 k、自然長度為 l，電源的電動勢為 E、內(nèi)阻不計。 (取g=10 m/s2) (1)若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板 傳感器的示數(shù)的一半 ， 試判斷箱的 運動情況 。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。其?R2 為用半導(dǎo) 體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器， a、 b之間接 報警器。 例 8. 在家用電熱滅蚊器中 ， 電熱部分主要元件是 PTC 元件 ，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器 ， 其電阻率隨溫度 t的變化關(guān)系如圖所示 ， 由于這種特性 ， PTC元件具有發(fā)熱 、保溫雙重功能 ． 對此 ， 以下判斷正確的是 （ ） ① 通電后 ， 其電功率先增大 ， 后減小 ② 通電后 ， 其電功率先減小 ， 后增大 ③ 當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時 ， 溫度保持在 t1不變 ④ 當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時 ， 溫度保持在 t1和 t2之間的某一值不變 A． ①③ B． ②③ C． ②④ D． ①④ D 例 9. 如圖 6－ 3－ 2是電飯煲的電路圖， S1是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當此開關(guān)溫度達到居里點（ 103℃ ）時，會自動斷開． S2是一個自動控控溫開關(guān)，當溫度低于 70℃ 時，會自動閉合；溫度高于80℃ 時會自動斷開，紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，分流電阻 R1＝ R2＝ 500Ω，加熱電阻絲 R3＝ 50Ω，兩燈電阻不計． (1)分析電飯煲的工作原理 (2)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比． (3)簡要回答，如果不閉合開關(guān) S1，能將飯煮熟嗎？ （ 1）電飯煲盛上食物后，接上電源， S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到 80℃ ，S2自動斷開， S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到 103℃ 時，開關(guān) S1自動斷開，這時飯已經(jīng)煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)．由于散熱，待溫度將至 70℃ 時， S2自動閉合，電
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