傳感器的幾種具體應用:
1.力傳感器的應用——電子秤電子秤在我們日常生活中應用比較廣泛,它所使用的測力裝置是力傳感器。 (1)力傳感器的組成:由金屬梁和應變片組成,應變片多用半導體材料制成,是敏感元件。 (2)應變片測力原理:如圖所示,用彈簧鋼制成的金屬架右端固定,在梁形金屬架上、下表面各貼一個應變片(由半導體材料制成),在梁的自由端施力F,則梁發(fā)生彎曲,上表面拉伸,下表面壓縮.上表面應變片的電阻變大,下表面應變片的電阻變小。F越大,彎曲形變越大,應變片的阻值變化就越大。如果讓應變片中通過的電流保持恒定,那么上表面應變片兩端的電壓變大,下表面應變片兩端的電壓變小,傳感器把這兩個電壓的差值輸出。外力越大,輸出的電壓差值也就越大。 (3)應用:應變式力傳感器可以用來測重力、壓力、推力等力。因此常用于測量汽車載重的地磅秤和在超市、商店使用的電子秤等。 (4)應變片能夠把物體形變這個力學量轉換為電壓這個電學量。 2.溫度傳感器的應用——電熨斗 (1)溫度傳感器:由半導體材料制成的電阻和金屬熱電阻均可制成溫度傳感器,它可以把溫度信號轉換為電信號進行自動控制。 (2)電熨斗的構造:如圖所示。(3)電熨斗的自動控溫原理:其內部裝有雙金屬片溫度傳感器,如上圖所示,其作用是控制電路的通斷。雙金屬片的上層金屬片的膨脹系數(shù)大,下層金屬片的膨脹系數(shù)小些(圖中雙金屬片并在一起)。常溫 (與設定溫度相差不多)下,上、下的兩觸點是接觸的,電熨斗正常工作。當溫度過高時,雙金屬片發(fā)生形變,上層金屬片的膨脹系數(shù)大于下層,因此會向下彎曲,當溫度達到一定程度,觸點分離,電路斷開,降溫后,兩金屬片恢復原狀,又使兩觸點接觸,使溫度始終控制在設定溫度左右,達到自動控溫目的。說明:熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設定不同的溫度,此時可通過調溫旋鈕調節(jié)升降螺釘,升降螺釘帶動彈性銅片升降,從而改變觸點接觸的難易,達到控制在不同溫度的目的。 3.溫度傳感器的應用——電飯鍋 (1)電飯鍋的結構及工作原理 ①結構:如圖所示,它的主要元件感溫鐵氧體是用氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結而成的。它的特點是:常溫下具有磁性,能被磁體吸引,但是溫度上升到約103℃時,就失去了磁性,不能被磁體吸引了。 ②工作原理:電飯鍋工作時,按下開關按鈕,感溫磁體與永磁體接觸,兩個接線螺釘通過觸點相連,電路接通,開始工作,電飯鍋內溫度升高,當溫度達到103℃ 時,感溫磁體與永磁體分離,帶動觸點分離,電路斷開,不再加熱,電飯鍋停止工作。 (2)測溫儀的工作原理:把溫度轉換為電信號,由指針儀表或數(shù)字式儀表顯示出來,把非電學量轉變?yōu)殡妼W量。 ①優(yōu)點:由于電信號可以由測溫點傳輸?shù)狡渌攸c,所以溫度傳感器可以遠距離讀取溫度的數(shù)值。②種類:常見的測溫儀的測溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶等,還可以是紅外線敏感元件等。 4.光傳感器的應用——火災報警器圖為利用煙霧對光的散射工作的一種火災報警器,其工作原理是:帶孔的罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時,光電三極管收不到LED發(fā)出的光(擋板擋住),呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。煙霧進入罩內后對光產(chǎn)生散射作用,使部分光線照射到光電三極管上,其電阻變小,與傳感器連接的電路檢測出這種變化,就會發(fā)出警報。
傳感器問題的解法:
傳感器問題具有涉及的知識點多、綜合性強、能力要求高等特點,而傳感器的形式又多種多樣,有的原理甚至較難理解,但無論如何,搞清傳感器的工作原理及過程是求解問題的關鍵,因此在求解時必須結合題目提供的所有信息、認真分析傳感器所在的電路結構,這樣才能對題目的要求作出解釋或回答。 (1)確定傳感器所感受到的物理量傳感器所感受到的物理量有力、熱、磁、光、聲等。 (2)轉換電路把輸出轉換為電學量信號通過器件把敏感元件的輸出轉換為電學量信號,最后借助于轉換電路把電學量信號轉換為便于處理、顯示、記錄或控制的量。
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