1、 江苏省淮安中学 周卫星1、加速度计是测定物体加速度的仪器,现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇制导系统的信息源,如图所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的滑块也处于加速状态,滑块由两根相同的弹簧连接并架在光滑支架上,支架与待测系统固定在一起,滑块下端滑动臂可在滑动变阻器上无摩擦水平滑动,当系统加速时滑块发生位移,并转换成电信号输出已知滑块的质量为 m,每根弹簧的劲度系数为 k,电源的电动势为 且内阻不计,滑动变阻器的总阻值为 R,且总电阻有效长度为 L 静态时,两弹簧恰好为原长,滑动变阻器的滑动触头位于正中间,并且此时加速度计的输出电压为零 ( 1)假定待测系统的加速度大小为 a,
2、方向向左,求敏感元件发生的位移?(2)求用输出信号的电压 U来表示待测系统加速度 a的表达式?总结:1、传感器作用之一:把非电学量按一定规律转化为电学量。所谓转换规律就是建立起非电学量和电学量之间的关系。而这种类型的题目正是求解了传感器的转换规律。(如热敏电阻等)2、特点:起点高,落点低。3、求解思路:分析题义,寻求联系。其它情形一、 其它情形二、1、如图所示为应变式加速度计,当系统加速时,加速度计中的滑块也处于加速状态,滑块由两根相同的弹簧连接并架在光滑支架上,支架与待测系统固定在一起,滑块下端滑动臂可在滑动变阻器上无摩擦水平滑动,当系统加速时滑块发生位移,并转换成电信号输出已知滑块的质量为
3、 m,每根弹簧的劲度系数为 k,电源的电动势为 且内阻不计,滑动变阻器的总阻值为 R,且总电阻有效长度为L 静态时,两弹簧恰好为原长,滑动变阻器的滑动触头位于正中间,并且此时加速度计的输出电压为零 ( 1)假定待测系统的加速度大小为 a,方向向左,求敏感元件发生的位移?(2)求用输出信号的电压 U来表示待测系统加速度 a的表达式?思考一、位移传感器。 思考二、角速度仪。位移传感器2、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,
4、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 与 U的函数式。3、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,
5、金属丝偏转 角时,电流表的示数为 I1,此时风力大小为 F,试写出: 风力大小 F与 的关系式; 风力大小 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?4、用传感器进行自动控制时,常常要用到继电器 .如图所示为初中学过的继电器原理示意图 .其中 L是电磁铁,当 ab间接通电源后,衔铁 S被吸引向下,这样, ce由原来闭合接通的状态变为断开,而 cd则由原来断开的状态变为闭合接通 .通常将传感器、低压电源接入与电磁铁 L相连的 ab回路来执行对继电器的控制,而 cde回路则用来执行对有关电器的控制,试设计一个用光敏电阻来控制路灯的实验电路,要求是光暗时灯亮,光亮时灯熄 .可供选择的仪器如下:光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线 .总结:1、传感器的作用之二:或把非电学量转换为电路的通断。而这些简单的电路设计基本上就是为电路提供能够控制通断的开关。(如电熨斗等)2、特点:探究性强,能力要求相对较高。3、解题思路:明确目的,分清控制电路和工作电路,分析原理,解答。