文档介绍：§ 传感器的应用
传感器应用的一般模式
思考、为什么要经过放大转换电路?
1)传感器输出的信号相当微弱,难以直接带动执行机构去实现控制;
2)输出的信号进行远距离传送时,为了抵御外界干扰,必须先将信号转换为其他的电信号。
驱动其他元件工作
显示所测量的数据
处理所测量的数据
力传感器的应用——电子秤
1、电子秤使用的测力装置:力传感器
力传感器的应用——电子秤
2、常见的一种力传感器:
金属梁
应变片
应变片是一种敏感元件,多用半导体材料制成
3、力传感器的工作原理:
金属梁
U2
U1
两个应变片的形变引起电阻变化,致使两个应变片的电压差变化,力F越大,电压差就越大。
拉伸R1变大
压缩R2变小
固定
加速度计
如图所示为一个加速度传感器,质量为m的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着,R为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比,两个电池E的电压相同,电压表指针的零点调在中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针将向哪个方向偏转?
1、滑动片4指在变阻器正中央时,P、Q等势,电压表指在中央零刻度;
2、如图滑动片4向左端滑动,左端电阻小,电流流过时电势降落小,故Q点电势高于P,电压表指针向零点左侧偏;且加速度越大,偏转越大。
温度传感器的应用——电熨斗
1、电熨斗中的温度传感器对温度的控制:
1)达到设定温度后将不再升温;
2)使用中温度降低后自动升温到设定温度;
3)根据衣物不同设定不同的温度。
2、电熨斗中的传感器:双金属片温度传感器
3、电熨斗的结构:
上层金属片的热膨胀系数大于下层的金属片。
作用:控制电路的通断
双金属片温度传感器
思考:双金属片温度传感器的作用是什么?
实验研究:报废的日光灯的启动器,去掉外壳,在充有氖气的玻璃泡内,可以看到一个U形的双金属片(动触片),其旁边有一根直立的金属丝(静触片)。
常温下两触片处于分离,敲碎玻璃泡,用火焰靠近双金属片,其形状发生变化,并与直立的金属丝接触;移走火焰,双金属片恢复原状,两者分开。
——相当于一个由温度控制通断的开关
电熨斗中的双金属片工作原理
根据热胀冷缩,利用两种金属的膨胀性能的不同,常温下两触点接触,电路连通,电热丝加热。升温后双金属片形状发生变化,上层比下层膨胀大,双金属片向下弯曲,两触点处于分离,电路断开,电热丝停止加热。这样不断循环,实现自动控制温度的目的。
常温下,上、下触点应是接触的还是分离的?当温度过高时,双金属片将怎样起作用?
电熨斗中的双金属片工作原理
熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度,这是如何使用调温旋钮来实现的?
根据衣物的不同,调节调温旋钮,使升降螺丝上下移动,带动弹性铜片的升降,从而改变了两触点接触的难易程度,实现控制温度不同的目的。
温度传感器的应用——电饭锅
1、电饭锅中的温度传感器:主要元件是感温铁氧体
2、感温铁氧体是用氧化锰MnO2、氧化锌ZnO和氧化铁Fe2O3粉末混合烧结而成,特点是常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引;升温后,约达103℃(称为居里温度或居里点)时,就会失去磁性,不能被磁体吸引。
3、电饭锅的结构: