學(xué)習(xí)目標(biāo)
1． 了解傳感器應(yīng)用的一般模式
2． 理解應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用――電子秤的工作原理
3． 理解聲傳感器的應(yīng)用――話筒的工作原理
4． 理解溫度傳感器的應(yīng)用――電熨斗的工作原理
5． 會用各類傳感器（力傳感器、聲傳感器、溫度傳感器等）設(shè)計(jì)簡單的控制電路
自主、合作構(gòu)建知識
一． 應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用――電子秤
1． 應(yīng)變式力傳感器的構(gòu)造：它是由＿＿＿＿和＿＿＿＿＿組成，應(yīng)變片是一種敏感元件，多用＿＿＿＿＿制成．
2． 

圖1（略）

應(yīng)變式力傳感器的工作原理如圖1所示：彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個＿＿＿＿＿，在梁的自由端施力F，則梁發(fā)生彎曲，上表面＿＿＿＿＿，下表面＿＿＿＿＿，上表面應(yīng)變片的電阻變＿＿＿＿＿，下表面的電阻變＿＿＿＿＿．F越大，彎曲形變越＿＿＿＿＿，應(yīng)變片的阻值變化就越＿＿＿＿＿．如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定，則上面應(yīng)變片兩端的電壓變＿＿＿＿＿，下面應(yīng)變片兩端的電壓變＿＿＿＿＿．因此可得，外力越大，輸出的電壓差值也就越＿＿＿＿＿．
3． 應(yīng)變力傳感器的作用：它能夠把＿＿＿＿＿轉(zhuǎn)換成＿＿＿＿＿．
二、聲傳感器的應(yīng)用――話筒
1．話筒的作用：話筒是一種常見的聲傳感器，它能把＿＿＿＿＿轉(zhuǎn)換為＿＿＿＿＿．

圖2（略）

2．動圈式話筒的構(gòu)造（如圖2所示）及工作原理：它主要由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿組成．其工作原理可簡述為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

3．電容式話筒的構(gòu)造（如圖3所示）及工作原理：它主要是由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、和＿＿＿＿＿組成的一個電容器．

圖3（略）

4．駐極體話筒的工作原理及特點(diǎn)：它的工作原理與電容式話筒＿＿＿＿＿，但工作電壓不同，它只需＿＿＿＿＿的電壓，而電容式話筒需＿＿＿＿＿的電壓．它的特點(diǎn)有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿．
三、溫度傳感器的應(yīng)用――電熨斗
1．電熨斗的構(gòu)造（如圖4所示）：它主要由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、彈性銅片、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、電熱絲、金屬底板等幾部分組成．

圖4（略）

2．電熨斗的工作原理：常溫下上下觸點(diǎn)是＿＿＿＿＿，設(shè)定溫度時，通過調(diào)節(jié)＿＿＿＿＿使彈性銅片下降，與彈性銅片相連接的上觸點(diǎn)與＿＿＿＿＿接通，這樣電路接通，電熱絲發(fā)熱產(chǎn)生熱量，溫度升高，可以熨燙衣物．這時雙金屬片也由于受熱而膨脹，但因雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)＿＿＿＿＿下層金屬，使雙金屬片向＿＿＿＿＿彎曲，上下觸點(diǎn)脫離，電路斷開．由于電路斷開，電熱絲不再發(fā)熱，溫度降低，雙金屬片恢復(fù)初態(tài)，電路又接通加熱．不難看出，雙金屬片溫度傳感器的作用就是＿＿＿＿＿．
應(yīng)用歸納
【例1】　動圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖甲是話筒原理圖，圖乙是錄音機(jī)的錄音、放音原理圖，由圖5可知
A． 話筒工作時磁鐵不動，線圈振動而產(chǎn)生感生電流
B． 錄音機(jī)放音時變化的磁場在靜止的線圈產(chǎn)生感生電流
C． 錄音機(jī)放音線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場
D． 錄音機(jī)錄音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場

圖5（略）

【解析】話筒的工作原理是，聲波迫使金屬線圈在磁鐵產(chǎn)生的磁場中振動產(chǎn)生感應(yīng)電流．A正確．錄音時，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場，D正確．磁帶在放音時通過變化的磁場使放音頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚(yáng)聲器中，B正確
【答案】　ABD
【例2】　一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度t變化的關(guān)系如圖6－2－6中實(shí)線①所示．由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)被動，易損壞衣物．
有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快，能自動控制溫度的特點(diǎn)．PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示．根據(jù)圖線分析：
（1） 為什么原處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時比普遍電熨斗升溫快？
（2） 通電一段時間后電熨斗溫度t自動地穩(wěn)定在T＿＿＿＿＜t＜T＿＿＿＿范圍之內(nèi)．（填下標(biāo)數(shù)字）
【答案】（1）冷態(tài)時PTC電阻很少，電功率很大，所以升溫快．（2）6　　7
自我測評
1． 下列說法正確的是
A． 應(yīng)變式力傳感器可以測重力，也可以用來測牽引力
B． 電子秤的核心元件是應(yīng)變片，它多用金屬材料制成，是一種敏感元件
C． 應(yīng)變片能把力學(xué)量―――物體形變轉(zhuǎn)換為電學(xué)量―――電壓
D． 所有電子秤都應(yīng)用了應(yīng)變式力傳感器
2． 關(guān)于話筒，下列說法正確的是
A． 無論動圈式話筒、電容式話筒、還是駐極體話筒，作用相同都將聲波――力學(xué)量轉(zhuǎn)換成了電壓（或電流）――電學(xué)量
B． 電容式話筒和駐極體話筒原理相同，都是聲波的變化引起電容變化，進(jìn)而引起輸出電壓的變化
C． 動圈式話筒利用通電線圈在磁場中受安培力振動實(shí)現(xiàn)聲向電的轉(zhuǎn)化
D． 因?yàn)轳v極體話筒價格便宜、靈敏度高，會場大都用駐極體話筒
3． 下列說法正確的
A． 電熨斗能自動控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同
B． 常溫下，上下觸點(diǎn)是分享的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分享
C． 需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)溫度旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移
D． 電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料
4． 為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個傳感器與電燈控制電路相接．當(dāng)樓道內(nèi)有人走動而發(fā)出聲響時，電燈即被接通電源而發(fā)光，這種傳感器為＿＿＿＿＿，它輸入的是＿＿＿＿＿＿信號，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是＿＿＿＿＿信號．
5． 傳感器是一種采集信息的重要器件，圖7是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路，當(dāng)待測壓力為F作用于可動膜片電極上時，以下說法中正確的
A． 若F向上壓膜片電極，電路中有從a和b的電流
B． 若F向上壓膜片電極，電路中有從b和a的電流
C． 若F向上壓膜片電極，電路中不會出現(xiàn)電流
D． 若電流表有示數(shù)，則說明壓力F發(fā)生變化

圖7（略）

6．.1999年7月12日，日本原子能公司所屬敦賀灣電站由于水管破裂導(dǎo)致國徽冷卻劑外流，在檢測此重大事故中應(yīng)用了非電量變化（冷卻劑外泄使管中液面變化）轉(zhuǎn)換為電信號的自動化測量技術(shù)．如圖8所示是一種測定導(dǎo)電液體深度的裝置；包著一層電介質(zhì)的金屬棒與導(dǎo)電液體形成一個電容器，電容量的變化能反映液面的升降情況，則下列敘述中正確的是
A．電容增大反映h增大
B．電容增大反映h減少
C．將金屬棒間的電壓和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓增大反映h減小

圖8（略）
D．將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極再斷開后，液體深度變化時導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓增大反映h增大
7．（2003年高考上海綜合）卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器．其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號．下列說法正確的是
A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的
B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的
C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變
D．膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
實(shí)踐、創(chuàng)新
1．（2001年上海）某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示，測量時先調(diào)節(jié)輸入的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為零；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U．
現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）．
請?jiān)谌鐖D所示的方框內(nèi)完成對該物體質(zhì)量的測量．
（1） 設(shè)計(jì)一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖．
（2） 簡要說明測量步驟，示出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m0．
請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的一個問題．
2．利用熱敏電阻，電磁繼電器，電鈴，學(xué)生電源，必要的導(dǎo)線，開關(guān)等，設(shè)計(jì)一個火災(zāi)報(bào)警裝置．要求有安全和報(bào)警兩種指示．