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1、传感器应用专题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EPASBR0APA
2、SBR0VEPASBR0VE（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 元件 输出 信号E
3、R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（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
4、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？R0OPDC/CA电 源2。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
5、 B. I 变小，U 变小 C. I 变小，U 变大 D. I 变大，U 变小 R1R2R3AabE rB.光电传感器 光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。光敏电阻的阻 值随光照强度的变化而变化的原理制成的。如自动冲水机、路灯的 控制、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。 例题：（新教材 天津理综）如图，当电键K断开时，用光子能量 为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键， 调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍 不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由 此可知阴极材料的逸出功为 ( )A. 1.9eV
6、B. 0.6eV C . 2.5eV D. 3.1eV A4.声电传感器 例题：（上海试题）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势B5.电容式传感器 电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间距离d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 度等
7、）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 种作用的电容器称为电容式传感器。图甲是测量 的电容式传感器，原理是。 定片甲角度由于CS，动片与定片间的角度发生 变化时，引起S的变化，通过测出C的 变化，测量动片与定片间的夹角图乙是测量 的电容式传感器，原理是。金属芯线电介质导电液体乙h液面高度h由于CS，h发生变化，金属芯线和 导电液体组成的电容发生变化，通过 测定C的变化，可以测量液面高度h 的变化。图丙是测量 的电容式传感器，原理是 。 固定电极可动电极F丙压力F 由于C1/d，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距 d 的
8、变化，通过测出C的变化，测量压力F的变化。图丁是测量 的电容式传感器，原理是 。 极板电介质丁x位移x由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过 测出C的变化，测量位移x的变化。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 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， 是因为 （ ）A. 改变了湿度 B. 改变了温度C. 改变了磁场 D. 改变了电容D6.电感传感器 电感式传感器是利用线圈的自感或互感的变化来 实现测量或控制的一种装置，一般要利用磁场作为媒 介或利用磁体的某些现象。 实例：磁性物质探测报警
9、器 录音机NS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档，用光照射光敏电 阻时表针的偏角为， 现用手掌挡住部分光线，表针 的偏角变为 ，则可判断 （ ）A. = B. D. 不能确定和 的关系B五、传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用 。如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度 传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器 10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B12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 这类传感器的是（ ）A红外报警装置B走廊照明灯的声控开关C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A昆明网站建设 http:/ wxl271uip
