第六章·传感器复习课

1、第六章第六章传感器传感器复习课复习课 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、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（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：敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如： 一、传感器的含义一、传感器的含义非电物理量非电物理量转换器件转换器件敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量 1例题例题：（

2、：（2003上海考题）上海考题）演示位移传感器的工作原理如右演示位移传感器的工作原理如右图示，物体图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆在导轨上平移时，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。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是表是理想的，则下列说法正确的是 ( )A. 物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C. 物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D. 物体物体M不动

3、时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数B 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、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。电饭煲等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 例题：例题：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半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，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。当传感器之间接报警器

4、。当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压、报警器两端的电压U 的变化情况是（的变化情况是（ ）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabEr 解：解：出现火情时温度升高，出现火情时温度升高，R2 减小，减小， R总总减小，减小， I总总增大，增大，Uab减小，减小， U并并减小，减小， IA减小，减小，B声电传感器声电传感器 例题：（例题：（2003上海试题）唱卡拉上海试题）唱卡拉OK用的话筒，内用的话筒，内有传感器。其中有一

5、种是动圈式的，它的工作原理是有传感器。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膜片振动时，穿过金

6、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势膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势B5.电容式传感器电容式传感器 电容器的电容电容器的电容C决定于极板的正对面积决定于极板的正对面积S、极板间距离、极板间距离d以及极以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容

7、式传感器。作用的电容器称为电容式传感器。图甲是测量图甲是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 定片定片甲甲角度角度由于由于CS，动片与定片间的角度，动片与定片间的角度发生发生变化时，引起变化时，引起S的变化，通过测出的变化，通过测出C的的变化，测量动片与定片间的夹角变化，测量动片与定片间的夹角图乙是测量图乙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。金属芯线金属芯线电介质电介质导电液体导电液体乙乙h液面高度液面高度h由于由于CS，h发生变化，金属芯线和发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过导电液体组成的电容发生变化，通过测定测定C的变化，可以测量液面

8、高度的变化，可以测量液面高度h 的变化的变化。图丙是测量图丙是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 固定电极固定电极可动电极可动电极F丙丙压力压力F由于由于C1/d，压力，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距作用在可动电极上，引起极板间距d 的变化，通过测出的变化，通过测出C的变化，测量压力的变化，测量压力F的变化。的变化。图丁是测量图丁是测量 的电容式传感器，原理是的电容式传感器，原理是 。 极板极板电介质电介质丁丁x位移位移x由于由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出测出C的变化，测量位移的变化，测量位移x的变化。的

9、变化。题目：随着生活质量的提高，自动干手机已进入题目：随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为因为 （ ） A. 改变了湿度改变了湿度 B. 改变了温度改变了温度C. 改变了磁场改变了磁场 D. 改变了电容改变了电容 D 如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于将多用电表的选

10、择开关置于档，用光照射光敏电阻档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为时表针的偏角为， 现用手掌挡住部分光线，表针的现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为偏角变为 ，则可判断，则可判断 （ ）A. = B. D. 不能确定不能确定和和 的关系的关系B 11唱卡拉唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有用的话筒，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

11、的是号转变为电信号。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膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变变D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势电动势03年上海理综年上海理综11B 4关于话筒，下列说法正确的是 （ ） A、无论动圈式话筒、电容式话筒、还是驻极体话筒，作用相同都将声波力学量转换成了电压（或电流）电学量 B、电容式话筒和驻极体话筒原理相同，都是声波的变化引起电容变化，进而引起输出电压的变化 C、动圈

12、式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化 D、因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高，会场大都用驻极体话筒 答案：AB 12用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是这类传感器的是（ ）A红外报警装置红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置自动洗衣机中的压力传感装置 D电饭煲中控制加热和保温的温控器电饭煲中控制加热和保温的温控器03年上海理综年上海理综12A 5下列说法正确的 A、电熨斗能自动控制温度主要利用

13、了双金属片，两片金属的膨胀系数相同 B、常温下，上下触点是分开的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分享 C、需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D、电熨斗中的双金属片是一种半导体材料 答案：C 如图6-2-12是电熨斗温度自动控制装置. （1）常温时,上、下触点应是分离,还是接触? （2）双金属片温度升高时,那一层形变大? (3)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?如图为一个霍尔元件，当在如图所示的位置时，若在竖直方向加一个由上向下磁感应强度为B的磁场，水平方向加由一个左向右加电流，大小为I，元件的那两

14、侧会出现一个电压？哪一侧的电势高？写出霍尔电压的表达式。例例、 用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。、继电器、滑动变阻器、开关、导线。aedcb解解：热敏电阻受到光照射时电阻变小：热敏电阻受到光照射时电阻变小 ，将热敏电，将热敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电

15、器的接入继电器的a、b端，如图示：端，如图示：将学生用电源与电铃分别接入将学生用电源与电铃分别接入c、d、e之间。之间。 正常时热敏电阻值大，正常时热敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，间电流小，磁性弱，ce处于闭合，绿灯亮。处于闭合，绿灯亮。 有险情时，光敏电阻有险情时，光敏电阻值小，值小， ab间电流大，磁间电流大，磁性强，吸住衔铁，性强，吸住衔铁，cd闭合闭合，ce断开，绿灯灭，电铃断开，绿灯灭，电铃响。响。练习练习、 用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮

16、时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。ecab解解：光敏电阻受到光照射时电阻变小：光敏电阻受到光照射时电阻变小 ，将光敏电，将光敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的接入继电器的a、b端，如图示：端，如图示：将交流电源与路灯接入将交流电源与路灯接入c、e之间。之间。220V 光暗时光敏电阻值大，光暗时光敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，间电流小，磁性弱，ce处于闭合，灯亮。处于闭合，灯亮。 光

17、亮时，光敏电阻值光亮时，光敏电阻值小，小， ab间电流大，磁性间电流大，磁性强，吸住衔铁，电路强，吸住衔铁，电路ce处处断开，灯灭。断开，灯灭。03年上海高考年上海高考18、 （7分）图分）图1为某一热敏电阻为某一热敏电阻R(电阻值随温度电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感的改变而改变，且对温度很敏感)的的I-U关系曲线图。关系曲线图。 为了通过测量得到图为了通过测量得到图1所示所示I-U关系的完整曲线，在图关系的完整曲线，在图2和图和图3两两个电路中应选择的是图个电路中应选择的是图 ；简要说明理由：；简要说明理由： 。（电源电动势。（电源电动势为为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100）在图在图4电路中，电源电压恒为电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为，电流表读数为70mA，定值电，定值电阻阻R1=250。由热敏电阻的。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的关