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高中物理 传感器及其应用（应用实例） 【学习目标】 1．传感器的传感元件是如何将非电学量转化电学量的。 2．传感器的应用模式：如如何实现信号的放大、转换显示和执行等。 （这些内容限于高 中水平只要求了解，不要求理解或掌握） 【要点梳理】 知识点一、温度传感器的应用——电饭锅 1．感温铁氧体 （1）组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末。 （2 ）特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约 103℃ 时，失去铁磁性。 （3）居里点：又称居里温度，即指 103℃ 。 2．电饭锅的结构 如图所示： 3．电饭锅的工作原理 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后， 按钮不再恢复到 图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内水保持 100℃ 不变，故感温 磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，温度升至 居里点 103℃ 时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电 源从而停止加热。 要点诠释： 如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在 100℃ ，故不能自动断电， 只有水烧干后，温度升高到 103℃ 才能自动断电。 知识点二、温度传感器的应用——测温仪 1．常见测温元件：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等。 2．温度传感器测温仪的优点：可以远距离读取温度的数值，因为温度信号变成电信号 后可以远距离传输。 知识点三、光传感器的应用 1．机械式鼠标： 其内部组成如图所示，包括滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接 收管（光传感器） 。 高中物理 高中物理 工作原理： 鼠标器移动时， 滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动， 红外接收管就收到 断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计 x、y 两个方向的脉冲信号， 处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。 2．火灾报警器 如图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器。 带孔的罩子内装有发光二极管 LED 、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管 收不到 LED 发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照 射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。 要点诠释： 常见的光传感器：光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等。 知识点四、常见传感器的应用实例 1．生活中的传感器 （1）与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都 用到温度传感器。 （2 ）红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、 防火报警器等。 （3）照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器。 2．农业生产中的传感器 （1）湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水。 （2 ）温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测。由于有了十分先 进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象。 3．工业生产中的传感器 （1）生产的自动化和半自动化。用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线 或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作。各种传感器使生产的自动运 行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等。 （2 ）在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而 实现对零部件的精密加工。 4 ．飞向太空的传感器 在航空、 航天技术领域