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1、第五章传感器章末综合提升章末综合提升巩固层知识整合01提升层题型探究02主题1传感器工作原理、常见敏感元件及其应用主题2传感器在实际问题中的应用2光敏电阻光敏电阻光光敏敏电电阻阻是是用用半半导导体体材材料料制制成成的的，其其特特点点是是在在被被光光照照射射时时电电阻阻会会发发生生变变化化，光光照照增增强强电电阻阻减减小小，光光照照减减弱弱电电阻阻增增大大，其其作作用用是是把把光光学学量转换为电学量。量转换为电学量。3热敏电阻和金属热电阻热敏电阻和金属热电阻金金属属热热电电阻阻的的电电阻阻率率随随温温度度升升高高而而增增大大。其其特特点点是是化化学学稳稳定定性性好好，测温范围大，但灵敏度较差。测
2、温范围大，但灵敏度较差。热热敏敏电电阻阻是是由由半半导导体体材材料料制制成成的的，其其电电阻阻率率对对温温度度非非常常敏敏感感。热热敏敏电电阻阻有有正正温温度度系系数数(PTC热热敏敏电电阻阻)、负负温温度度系系数数(NTC热热敏敏电电阻阻)两两种种。正正温温度度系系数数的的热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随温温度度升升高高而而增增大大，负负温温度度系系数数的的热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随温温度度升升高高而而减减小小。金金属属热热电电阻阻和和热热敏敏电电阻阻都都能能把把热学量转换为电学量。热学量转换为电学量。【典例【典例1】如图为某一热敏电阻如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改电阻值随温度的
3、改变而改变，且对温度很敏感变而改变，且对温度很敏感)的的I-U关系曲线图。关系曲线图。(1)为了通过测量得到图甲所示为了通过测量得到图甲所示I-U关系关系的完整曲线，在图乙和丙两个电路中的完整曲线，在图乙和丙两个电路中应选择的是图应选择的是图_；简要说明理由：；简要说明理由：_。(电电源源电电动势为动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100)解解 析析 应应 选选 择择 题题 图图 乙乙，因因 为为 题题 图图 乙乙 中中 电电 路路 电电 压压 可可 从从 0 V调到所需电压，电压调节范围大。调到所需电压，电压调节范围大。乙乙因为乙电路电压可从因为乙电路
4、电压可从0 V调到所需电压，电压调节范围大调到所需电压，电压调节范围大5.0117.6对传感器的进一步理解对传感器的进一步理解(1)不不同同的的传传感感器器的的原原理理不不同同，但但都都是是通通过过敏敏感感元元件件把把非非电电学学量量的的变变化转变为电学量的变化。化转变为电学量的变化。(2)传传感感器器输输出出的的电电学学量量可可能能为为电电流流、电电压压、电电路路通通断断等等，不不一一定定是是电压。电压。(3)敏敏感感元元件件只只是是传传感感器器的的一一个个关关键键部部分分，并并不不一一定定就就是是一一个个完完整整的的传感器。传感器。主题主题2传感器在实际问题中的应用传感器在实际问题中的应用
5、以以传传感感器器为为桥桥梁梁可可以以将将多多方方面面的的物物理理知知识识整整合合在在一一起起，在在实实际际问问题题中中既既可可以以直直接接考考查查传传感感器器知知识识，也也可可以以考考查查敏敏感感元元件件的的敏敏感感特特性性，几种传感器及与其相联系的物理知识，如表：几种传感器及与其相联系的物理知识，如表：传感器种类传感器种类敏感元件敏感元件与之相联系的物理知识与之相联系的物理知识光电传感器光电传感器光敏电阻光敏电阻直流电路动态分析直流电路动态分析温度传感器温度传感器热敏电阻热敏电阻直流电路问题直流电路问题力传感器力传感器压敏电阻压敏电阻力学、运动学与直流电路力学、运动学与直流电路电容传感器电容
6、传感器电容器电容器力、运动与含电容电路力、运动与含电容电路【典典例例2】青青岛岛奥奥运运会会帆帆船船赛赛场场采采用用风风力力发发电电给给蓄蓄电电池池充充电电，为为路路灯灯提提供供电电能能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光光敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随照照射射光光照照强强度度的的变变化化而而变变化化，作作为为简简化化模模型型，可可以以近近似似认认为为，照照射射光光较较强强(如如白白天天)时时电电阻阻几几乎乎为为0；照照射射光光较较弱弱(如如夜夜晚晚)时时电电阻阻接接近近于于无无穷穷大大。利利用用光光敏敏电电阻阻作作为为
7、传传感感器器，借借助助电电磁磁开开关关，可以实现路灯自动在白天关闭，夜晚打开。电磁开关的内部结，可以实现路灯自动在白天关闭，夜晚打开。电磁开关的内部结构构如如图图所所示示。1、2两两接接线线柱柱之之间间是是励励磁磁线线圈圈，3、4两两接接线线柱柱分分别别与与弹弹簧簧片片和和触触点点连连接接。当当 励励 磁磁 线线 圈圈 中中 电电 流流 大大 于于 等等 于于 50 mA时时，电电磁磁铁铁吸吸合合铁铁片片，弹弹簧簧片片和和触触点点分分离离，3、4断断 开开；电电 流流 小小 于于 50 mA时时，3、4接接通通。励励磁磁线线圈圈中中允允许许通通过过的的最大电流为最大电流为100 mA。(1)利
8、利用用以以下下器器材材设设计计一一个个自自动动控控制制路路灯灯的的电电路路，在在下下面面虚虚线线框框中中画画出电路原理图。出电路原理图。光敏电阻光敏电阻R1，符号，符号 ；灯泡灯泡L，额定功率，额定功率40 W，额定电压，额定电压36 V，符号，符号 ；保护电阻保护电阻R2，符号，符号 ；电磁开关，符号电磁开关，符号 ；蓄电池蓄电池E，电压，电压36 V，内阻不计开关，内阻不计开关S，导线若干，导线若干 解析解析 电路原理如图所示。电路原理如图所示。答案答案 见解析见解析(2)回答下列问题：回答下列问题：如如果果励励磁磁线线圈圈的的电电阻阻为为200，励励磁磁线线圈圈允允许许加加的的最最大大电
9、电压压为为_V，保护电阻，保护电阻R2的阻值范围为的阻值范围为_。在在有有些些应应用用电电磁磁开开关关的的场场合合，为为了了安安全全，往往往往需需要要在在电电磁磁铁铁吸吸合合铁铁片片时时，接接线线柱柱3、4之之间间从从断断开开变变为为接接通通。为为此此，电电磁磁开开关关内内部部结结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答：答：_。任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。答：答：_。20160520把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当磁铁吸合铁片时，把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，之间接通；不吸合时，3、4之间断开之间断开见解析见解析(1)传感器中的敏感元件用于接收非电学量，并将其转换为电学量。传感器中的敏感元件用于接收非电学量，并将其转换为电学量。(2)传感器一般用于有害于人体或人不能轻易到达的环境。传感器一般用于有害于人体或人不能轻易到达的环境。(3)在在不不同同的的仪仪器器中中所所使使用用的的传传感感器器一一般般不不同同，其其原原理理也也不不尽尽相相同同，但都是将非电学量转化为电学量。但都是将非电学量转化为电学量。
