【正文】 過居里點(diǎn)后，電阻陡然增大，類似于關(guān)閉電源；當(dāng)溫度下降后， PTC電阻下降 …… 自動(dòng)恒溫。 PTC熱敏電阻既是加熱器又是傳感器，起到感溫和控溫的兩種作用。 陶瓷暖風(fēng)機(jī) 居里溫度 開關(guān)電阻 工作范圍 PTC熱敏電阻 電蚊香 溫度傳感器 溫度傳感器中的熱電阻由鉑金屬制成。 傳感器的金屬管內(nèi)充滿導(dǎo)熱硅脂，便于外界溫度通過金屬管傳遞到鉑電阻。 鉑電阻 熱電阻溫度傳感器 熱電阻分為純金屬電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩大類。 材 料 鉑 銅 溫度范圍 － 200～ 650℃ － 50～ 150℃ 電阻率 ~ 溫度系數(shù) ~ ~ 性 能 性能穩(wěn)定、精度高、重復(fù)性好 近似線性 線性、低溫測(cè)量 體積大、熱慣性大 溫度系數(shù)越大，靈敏度越高。 電阻率大，相同靈敏度下可減小電阻體的尺寸，減小熱慣性。 銅 鉑 50 60 70 80 20 40 60 80 100 0 t ／ ℃ R ／ Ω 鉑電阻的特性曲線 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 20 40 60 80 100 0 t ／ ℃ R ／ Ω 鉑電阻 PT1000 溫度傳感器的滯后性 氣體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系 p T 壓強(qiáng)與溫度的擬合圖線 P T 圖線為何不能通過坐標(biāo)原點(diǎn)？ 壓強(qiáng)值滯后 溫度值滯后 常見的實(shí)驗(yàn)操作過程 ? 加溫 ? 看到壓強(qiáng)升高為 ? 立即點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)” ? 繼續(xù)加溫，重復(fù)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 溫度值滯后 結(jié) 構(gòu) 鉑金屬 玻 璃 陶瓷基片 鉑電阻 金屬管 導(dǎo)熱硅脂 外界溫度變化通過傳感器的金屬管、導(dǎo)熱硅脂，再通過封裝片才能傳遞到鉑金屬，這樣的結(jié)構(gòu)使得溫度傳感器不能迅速跟上外界的溫度變化（響應(yīng)速度慢），這種現(xiàn)象在動(dòng)態(tài)測(cè)量中將引起測(cè)量誤差。 溫度變化 金屬管 導(dǎo)熱硅脂 封裝片 鉑金屬 響應(yīng)速度慢 產(chǎn) 生 的 原 因 當(dāng)溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)值上升為 ，但此時(shí)溫度傳感器內(nèi)的鉑電阻還未感受到這一溫度，“當(dāng)前溫度” 顯示的還是前一時(shí)刻的溫度值（ ）。 如果此時(shí)立即記錄數(shù)據(jù)，不能 真實(shí) 反應(yīng) 同一時(shí)刻 P、 T 的 實(shí)際 狀態(tài)，所記錄的數(shù)據(jù)必然存在誤差。 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 將鉑電阻直接臵于實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，提高溫度傳感器的響應(yīng)速度。 增加水杯的熱容量，以利于溫度傳感器和瓶內(nèi)空氣達(dá)到熱平衡。 鉑電阻 接壓強(qiáng) 傳感器 比熱容實(shí)驗(yàn) 煤油 水 檢查：兩支溫度傳感器升溫速度是否一致？ 效果不理想 溫度傳感器的差異 兩支傳感器測(cè)量同一水溫的變化，發(fā)現(xiàn)兩者升溫的斜率不等。 20℃ 100℃ t 為什么？ 溫度傳感器的差異 鉑電阻 金屬管 導(dǎo)熱硅脂 導(dǎo)熱硅脂充填不充分 需要進(jìn)行溫度對(duì)比時(shí)，注意傳感器的一致性。 光電門傳感器 A B A孔發(fā)射紅外線， B孔接收紅外線。 當(dāng) A、 B之間無擋光物體時(shí)，傳感器沒有電信號(hào)輸出；反之有電信號(hào)輸出。 這樣就把有沒有物體擋光，轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的數(shù)字信號(hào)。 光電管 發(fā)光管 紅外線 擋光片 工作原理 當(dāng) A、 B之間無擋光物時(shí)，光電管導(dǎo)通，邏輯狀態(tài)為 0； 當(dāng) A、 B間有物體擋光時(shí)，光電管截止，邏輯狀態(tài)為 1。 計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)臵計(jì)時(shí)器，當(dāng)邏輯狀態(tài)為 1時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)； 當(dāng)邏輯狀態(tài)為 0時(shí) ，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)， 這樣就可測(cè)量出物體通過光電門的時(shí)間。 R R UOUT 5v 發(fā)光管 光電管 A B C D 光電門的作用 1： 測(cè)量時(shí)間 機(jī)械能守恒定律 測(cè)量擺錘通過光電門的時(shí)間 光電門測(cè)量時(shí)間的誤差 S S 圓柱體不存在這個(gè)問題 平均速度 v =Δs /Δt 光電門的作用 2： 控制開關(guān) 光電門 測(cè)量小球通過光電門的時(shí)間。 小球離開軌道的瞬間，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。 平拋運(yùn)動(dòng) 壓電陶瓷片采集落地時(shí)刻 光電門的作用 2： 控制開關(guān) 以球體的前緣作為控制點(diǎn) 以球體的后緣作為控制點(diǎn) 光電門本身引起的誤差 誤差較大 機(jī)械能守恒 光電門校準(zhǔn)后的實(shí)驗(yàn)界面 瞬時(shí)速度測(cè)定 的誤差 光電門校準(zhǔn)后的實(shí)驗(yàn)界面 進(jìn)一步減小擋光片的寬度 減小擋光片的寬度，仍能保持測(cè)量精度 電壓傳感器 電壓 轉(zhuǎn)換器 177。 12V 輸入信號(hào) 0－ 輸出信號(hào) 電流傳感器 電壓 放大器 0～ 輸出信號(hào) 177。 1A 輸入信號(hào) I R 內(nèi)阻 Ω 利用電壓、電流傳感器探究問題 照明燈頻繁開關(guān)，為何容易壞？ 或者： “長明燈”省錢，還是“隨手關(guān)燈”省錢？ 能否用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？ 測(cè)量瞬間的電流變化 （探究小燈泡 U — I 關(guān)系） 電壓、電流 傳感器 電流 浪涌電流 產(chǎn)生浪涌電流的原因： 燈絲的冷電阻很小，當(dāng)電壓瞬間升高時(shí)，燈絲的升溫需要有一個(gè)過程，在這一瞬間通過燈絲的電流很大，這就是浪涌電流； 隨即燈絲溫度急劇上升，電阻增大，電流也相應(yīng)回落。 浪涌電流對(duì)電燈有害。 電壓 小燈 緩慢 點(diǎn)亮 瞬間測(cè)量小燈點(diǎn)亮過程中的電壓和電流變化 浪涌電流的 抑制 —— NTC（負(fù)溫度系數(shù)） 熱敏電阻器 將 NTC熱敏電阻串聯(lián)在電路中。電源接通的瞬間， NTC的電阻值很大，從而抑制浪涌電流。此后，由于電流的熱效應(yīng)使 NTC的溫度升高，其電阻值下降，不會(huì)影響電路的正常運(yùn)行。 NTC 熱敏電阻 電視機(jī)接通電源的瞬間 ，PTC（ 正溫度系數(shù) ） 熱敏電阻的電阻值很小 ， 通過消磁線圈的大電流 （ 浪涌電流 ） 產(chǎn)生足夠大的交變磁場(chǎng)進(jìn)行消磁 。 同時(shí) ， 由于電流很大 ， PTC元件自身發(fā)熱 ， 使其電阻迅速增大 ， 從而使電流逐漸減小 （ 接近于零 ） ， 其線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)也迅速從強(qiáng)到弱 ， 最終達(dá)到消磁目的 。 ~220V t 消磁線圈 PTC 浪涌電流的 利用 —— 彩電的消磁 微電流傳感器 電壓高倍 放大器 與 轉(zhuǎn)換器 0－ 輸出信號(hào) 177。 1μA 輸入信號(hào) I R 靈敏電流計(jì) 用微電流傳感器探測(cè)地球磁場(chǎng) 計(jì)算機(jī) 空調(diào) 電吹風(fēng) 電視機(jī) 微波爐 電風(fēng)扇 探究生 活 中 的 電 磁 波 微波爐 工作時(shí)的電磁波 問：這些是微波嗎？ 手機(jī)發(fā)射與接收 CDMA手機(jī) GSM手機(jī) 靜音接收 將揚(yáng)聲器當(dāng)傳感器使用 吹 氣 聲 響 手機(jī)發(fā)射 手機(jī)接收 連接微電流傳感器 用小線圈測(cè)電磁波 手機(jī)的電磁波 （靜音、無振動(dòng)） 微電流傳感器 微電流傳感器的用途非常廣。 可以通過適當(dāng)方式，將需要測(cè)量的微弱信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量，從而間接地檢測(cè)各種非電信號(hào)。 制冷酒柜 化妝品冰箱 汽車冰箱 小巧的冰箱不用壓縮機(jī) 陶 瓷 片 陶 瓷 片 P P N N I 冷 端 熱 端 溫差電致冷組件（半導(dǎo)體致冷片） 陶 瓷 片 電動(dòng)機(jī) 電壓差 溫度差 這是什么器件？ 塞貝克效應(yīng) 珀?duì)柼?yīng) 溫 差 電 池 塞貝克效應(yīng)片 溫差越大 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)越快 熱水 冷水 手掌接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流 陶 瓷 片 陶 瓷 片 P P N N I 冷 端 熱 端 陶 瓷 片 微電流傳感器 探測(cè)紅外線 傳感器內(nèi)有一個(gè)用彈簧片支撐的質(zhì)量塊，可以上下活動(dòng)。 固定電極 1與質(zhì)量塊之間構(gòu)成電容 C1 質(zhì)量塊與固定電極 2之間構(gòu)成電容 C2 α C1 C2 固定電極 1 質(zhì)量塊 固定電極 2 加速度傳感器 電容式 加速度傳感器 質(zhì)量塊 工 作 原 理 初始狀態(tài)：間距 d1＝ d2 電容 C1＝ C2 當(dāng)傳感器向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)： d1↑ → C1↓ d2↓ → C2↑ 測(cè)量電容值，得到相應(yīng)的加速度值。 C1 C2 d2 d1 α C1 C2 d1 d2 硬盤防震 加速度傳感器應(yīng)用 安全氣囊 頸椎運(yùn)動(dòng)測(cè)量 照相機(jī)防抖動(dòng)系統(tǒng) 感光元件防抖 —— 機(jī)身的 CCD框架產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，對(duì)成像落點(diǎn)進(jìn)行矯正 （索尼） 。 光學(xué)防抖 —— 鏡頭中的對(duì)焦鏡產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，對(duì)光路進(jìn)行矯正 （佳能） 。 CCD框架移動(dòng) 加速度傳感器 高速列車的車廂在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)發(fā)生傾斜，而頻繁的左右擺動(dòng)，容易使人感覺暈眩。 利用 加速度傳感器 ，計(jì)算機(jī)根據(jù)列車轉(zhuǎn)彎的半徑和速度，自動(dòng)調(diào)節(jié)每節(jié)車廂的傾斜角度，從而達(dá)到高速、安全、舒適的目的。 自動(dòng)調(diào)節(jié)車廂擺動(dòng)的擺式列車 列車轉(zhuǎn)向架 步態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng) 利用 加速度傳感器 采集人的步態(tài)數(shù)據(jù)。 步態(tài)識(shí)別是一種生物識(shí)別技術(shù)。人走路的姿態(tài)是每個(gè)人特有的生物特征，難以隱藏，并可遠(yuǎn)距離、非接觸地識(shí)別。 步態(tài)信號(hào)采集識(shí)別系統(tǒng)在疾病預(yù)防、診斷和康復(fù)、體育訓(xùn)練中可以起到輔助作用。 Wii 運(yùn)動(dòng)游戲機(jī) 網(wǎng)球比賽 加速度傳感器 圖像傳感器 祝各位老師 實(shí)驗(yàn)教學(xué)獲豐碩成果 謝 謝！