2018-2019学年粤教版选修3-2 第3章 第3节 传感器的应用 学案
2018-2019学年粤教版选修3-2 第3章 第3节 传感器的应用 学案第3页

 传感器的应用及工作原理分析   1.常见压力传感器的敏感元件是金属应变片和半导体力敏电阻.

  2.半导体力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,常将力敏电阻与电流计串联起来,压力变化,力敏电阻变化,电流变化,把力学量转换成电学量.

  3.分析传感器问题要注意的几个问题

  (1)检测量分析:要明确传感器所检测的量,如力、热、光、磁、声等.

  (2)敏感元件分析:明确传感器的敏感元件,分析它的输入信号及输出信号,以及输入信号与输出信号间的变化规律.

  (3)电路结构分析:认真分析传感器所在的电路结构,在熟悉常用电子元件工作特点的基础上,分析电路输出信号与输入信号间的规律.

   加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源.图3­3­1为应变式加速度计的示意图.当系统加速时,加速计中的敏感元件也处于加速状态.敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上,支架与待测系统固定在一起,敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动,当系统加速运动时,敏感元件发生位移并转换为电信号输出.

  

  图3­3­1

  已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,电源内阻不计,滑动变阻器的总电阻值为R,有效长度为l,静态时输出电压为U0,试推导加速度a与输出电压U的关系式.

  【解析】 设静态时滑动变阻器的滑片距左端为x,则敏感元件的输出电压为

  U0=·x=x ①

再设系统向左加速时滑片右移Δx,则敏感元件的动力学方程为