1、传感器的简单应用传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如： 一、传感器的含义非电物理量 转换器件敏感元件 转换电路电学量二、传感器的分类1.力电传感器 力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及 ABS防抱死制动系统等。 （ 1）测物体的质量EP ASBR0APA
2、SBR0V EPASBR0VE（ 2）测物体加（角）速度 例题：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂可在滑动变阻器 R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的质量为 m， 两弹簧的劲度系数为 k， 电源的电动势为 E， 内电阻不计，滑动变阻器的总电阻为 R， 有效长度为 L， 静态时输出电压为 U0。 试求加速度 a与输出电压 U的关系式。敏感元
3、件输出信号ER 滑动触头左右移动过程中，电路中电流如何变化？ 若车的 加速度大小为 a， 则两弹簧的形变量是多少？ 求加速度 a与输出电压 U的关系式角速度计（ 2）测物体加（角）速度 可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度 ,其结构如图所示。当系统绕轴 OO转动时，元件 A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知 A的质量为 m， 弹簧的劲度系数为 k、 自然长度为 l， 电源的电动势为 E、 内阻不计。滑动变阻器总长也为 l ， 电阻分布均匀，系统静止时P在 B点，当系统以角速度 转动时，试写出输出电压U与 的函数式。ASPCBOO输出电压 U解 ：设弹簧伸长
4、x , 则 kx=m 2(l+x) x= m 2 l ( k-m 2 )设滑动变阻器单位长度的电阻为 r1 U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l U= Em 2 (k-m 2)返回例 1. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为 m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为 k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。 1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离 O点的距离为 S，
5、 则这段时间内导弹的加速度 （ ）A. 方向向左，大小为 k S/mB 方向向右，大小为 k S/mC 方向向左，大小为 2k S/m D. 方向向右，大小为 2k S/mD 010 10UP2. 若电位器（可变电阻）总长度为 L， 其电阻均匀，两端接在稳压电源 U0上，当导弹以加速度 a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片 P产生位移，此时可输出一个电信号 U， 作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出 U与 a 的函数关系式。010 10UPU0解 ： a=2kS/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a /
6、2kL a（ 3）测 力例题：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中 P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面， O是悬挂点，R0是保护电阻， CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在 C点接触，此时电路中的电流为 I， 有风时细金属丝将偏转一角度 （ 与风力大小有关），细金属丝与电阻丝在 C/点接触，已知风力方向水平向左，OC=h， CD=L， 球的质量为 M， 电阻丝单位长度的电阻为 k， 电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转 角时，电流表的示数为 I/， 此时风力大小为 F， 试写出： 风力大小 F与 的关系式； 风
7、力大小 F与电流表示数 I/ 的关系式。 此 装置所测定的最大风力是多少？R0 OPDC/CA电源（ 4）测 位 移例题 ：（ 2003上海考题） 演示位移传感器的工作原理如右图示，物体 M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 p， 通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小 x。 假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( )A. 物体 M运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体 M运动时，电压表的示数会发生变化C. 物体 M不动时，电路中没有电流D. 物体 M不动时，电压表没有示数B2。 热电传感器 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 例题： 如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中 R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器， a、 b之间接报警器。当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流 I、 报警器两端的电压 U 的变化情况是（ ）A. I 变大， U 变大 B. I 变小， U 变小 C. I 变小， U 变大 D. I 变大， U 变小 R1R2R3AabEr解： 出现火情时温度升高，R2 减小， R总 减小， I总 增大，Uab减小， U并 减小， IA减小，B
