[選修3-2]64傳感器的應(yīng)用實(shí)例(完整版)
【正文】 例 ,圖 623甲所式是話(huà)筒原理 ,圖 623乙所式是錄音機(jī)的錄音 、 放音原理圖 ,由圖可知 : ① 話(huà)筒工作時(shí)錄音磁鐵不動(dòng) ,線(xiàn)圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流 . ② 錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場(chǎng)在靜止的線(xiàn)圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流 ③ 錄音機(jī)放音時(shí)線(xiàn)圈中變化了的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) ④ 錄音機(jī)錄音時(shí)線(xiàn)圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 其中正確的是 :( ) A②③④ B①②③ C①②④ D①③④ C 電容傳感器 ： 電容器的電容 C決定于極板的正對(duì)面積 S、極板間距離 d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素。當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈上方時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，就能求出列車(chē)在各位置的速度和加速度。 液面高度 h 金屬芯線(xiàn) 電介質(zhì) 導(dǎo)電液體 h 圖丙是測(cè)量 的電容式傳感器，原理是 由于 C∝ 1/d，壓力 F 作用在可動(dòng)電極上，引起極板間距 d 的變化，通過(guò)測(cè)出 C的變化，測(cè)量壓力 F的變化。光暗時(shí)光敏電阻值大， ab間電流小，磁性弱， ce處于閉合，燈亮。如自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理。 由熱敏電阻的 IU關(guān)系曲線(xiàn)可知 ， 熱敏電阻兩端的電壓為 ________V；電阻 R2的阻值為 Ω。 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(diǎn) 例題 5： 如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。當(dāng)箱以 a= m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 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 。如圖為應(yīng)變式加速度計(jì)示意圖，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)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(cè)系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端的滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器 R上自由滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)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(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)電阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總電阻為 R，有效長(zhǎng)度為 L，靜態(tài)時(shí)輸出電壓為 U0。 （ 3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題。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(hào) （位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為 電學(xué)信號(hào) （電壓、電流等）的儀器。 力電轉(zhuǎn)換器 ＋ ＋ － － 輸出 輸入 受壓面 (1) 設(shè)計(jì)電路如圖 (2) 測(cè)量步驟與結(jié)果 :① 調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(cè)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(cè)定儀）如圖所示為一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，圖中 P為金屬球，懸掛在一細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲下面， O是懸掛點(diǎn)， R0是保護(hù)電阻， CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細(xì)金屬絲始終保持良好接觸，無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲與電阻絲在 C點(diǎn)接觸，此時(shí)電路中的電流為 I，有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度 θ （ θ 與風(fēng)力大小有關(guān)），細(xì)金屬絲與電阻絲在 C/點(diǎn)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(zhǎng)度的電阻為 k，電源內(nèi)電阻和細(xì)金屬絲電阻均不計(jì)，金屬絲偏轉(zhuǎn) θ 角時(shí)，電流表的示數(shù)為 I/，此時(shí)風(fēng)力大小為 F，試寫(xiě)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 。試求加速度 a與輸出電壓 U的關(guān)系式。 (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(yùn)動(dòng)情況 。其中 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(bào)警器。 ⑶ 舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子： _____________。 例 ，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于 Ω檔，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為 θ， 現(xiàn)用手掌擋住部分光線(xiàn)，表針的偏角變?yōu)?θ ′，則可判斷 （ ） A. θ ′= θ B. θ ′ θ C. θ ′θ D. 不能確定 θ和 θ 的關(guān)系 ′ θ B 例 ，平時(shí)，發(fā)光二極管 LED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對(duì)光線(xiàn)向各個(gè)方向散射，使部分光線(xiàn)照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測(cè)到這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào) ． 例 3.（ 新教材 2020天津理綜 ） 如圖 ， 當(dāng)電鍵 K斷開(kāi)時(shí) ， 用光子能量為 P， 發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零 。 光亮?xí)r，光敏電阻值小， ab間電流大，磁性
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