1、传感器的应用实例 同步练习 1.唱卡拉OK用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( ) A .该传感器是根据电流的磁效应工作的 B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的C. 膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D. 膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动2.如图6-2-7所示为一种测定角度的传感器,当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之间的角度发生变化时，试分析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的。 图6-2-73图6-2-8中电容式话筒右测固定不
2、动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的渡上金属层的振动膜a构成一个电容器，a、 b分别通过导线与恒定电源两极相接。声源s做位移X=Asin(200t)的振动，则有（ ） A.a振动过程中a、 b板之间的电场强度不变B.a振动过程中话筒会产生电磁波 图 6-2-8导线ac的电流的频率为1000Hza向右位移最大时a 、b板形成的电流最大4如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器， 话筒的振动膜前面渡有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的
3、其他量发生变化，使声音信号被话筒转化电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容两极板间的（ ） A距离变化 B正对面积变化 图 6-2-9C介质变化 D.电压变化5.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B22.式中B是磁感应强度, 是磁导率,在空气中为一已知常数,为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离L,并测出拉力F,如图6-2-10所示,因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得此感应强度B与F、 A之间的关系为B=. 图6-2-106.如图6-2-11所示, 图
4、6-2-11神州五号飞船发射升空时,火箭内测试仪台上放一个压力传感器,传感器上面压一质量为M的物体,火箭点火后从地面加速升空,当升到某一高度时,加速度为a=g2,压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的17/16,已知地球的半径为R, g为地面附近的重力加速度,试求此时火箭离地面的高度.7.如图6-2-12是电熨斗温度自动控制装置. 常温时,上、下触点应是分离,还是接触?图 6-2-12 . 双金属片温度升高时,那一层形变大?. 假设原来温度上升到800C时,断开电源,现在要求600C时断开电源,应怎样调节调温旋钮?8.某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电
5、压正比于受压面的压力.(比例系数为k)如图6-2-13(a)所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0,而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器,质量为m0的砝码,电压表,滑动变阻器,干电池各一个,电键及到县若干,待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体质量的测量.(1) 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在图中画处完整的测量电路图.(2) 简要说明测量步骤,求出比例系数K,并测出待测物体的质量m. 图6-2-13 参考答案1.B 2.夹角变化,引起电容器电容的变化,若电容
6、器时终与电源相接,电压不变,电容变化时电容器就会充电或放电,形成充电或放电电流 . 3.BD 4.A 5. 6.R/3 7.(1).常温时,上下触点接触,使电路接通,电热丝工作.(2).双金属片的上面一层形变大.(3).应向上调节调温旋钮,双金属片受热时,易使触点分离. 8. 解析(1) 设计电路如图 (2) 测量步骤与结果:调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零,将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,将待测物放在转换器上,记下输出电压U由U0=km0g,得k=U0/m0gU=k m g,所以 m=m0U/U0参考答案1.B 2.夹角变化,引起电容器电容的变化,若电容器时终与电源相接,电压不变,电容变化时电容器就会充电或放电,形成充电或放电电流 . 3.BD 4.A 5. 6.R/3 7.(1).常温时,上下触点接触,使电路接通,电热丝工作.(2).双金属片的上面一层形变大.(3).应向上调节调温旋钮,双金属片受热时,易使触点分离. 8. 解析(1) 设计电路如图 (2) 测量步骤与结果:调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零,将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,将待测物放在转换器上,记下输出电压U由U0=km0g,得k=U0/m0gU=k m g,所以 m=m0U/U0
