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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例例题题：（
2、2003上上海海考考题题）演演示示位位移移传传感感器器的的工工作作原原理理如如右右图图示示，物物体体M在在导导轨轨上上平平移移时时，带带动动滑滑动动变变阻阻器器的的金金属属滑滑杆杆p，通通过过电电压压表表显显示示的的数数据据，来来反反映映物物体体位位移移的的大大小小x。假假设设电电压表是理想的，则下列说法正确的是压表是理想的，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不动时，电压表没有
3、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的原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。煲等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 例例题题：如如图图是是一一火火警警报报警警的的一一部部分分电电路路示示意意图图。其其中中R2 为为用用半半导导体体热热敏敏材材料料制制成成的的传传感感器器，电电流流表表为为值值班班室室的的显显示示器器，a、b之之间间接接报报警警器器。当当传传感感器器 R2 所所在
4、在处处出出现现火火情情时时，显显示示器器的的电电流流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 例例题题：（2003上上海海试试题题）唱唱卡卡拉拉OK用用的的话话筒筒，内内有有传传感感器器。其其中中有有一一种种是是动动圈圈式式
5、的的，它它的的工工作作原原理理是是在在弹弹性性膜膜片片后后面面粘粘接接一一个个轻轻小小的的金金属属线线圈圈，线线圈圈处处于于永永磁磁体体的的磁磁场场中中，当当声声波波使使膜膜片片前前后后振振动动时时，就就将将声声音音信信号号转转变变为为电电信信号号。下下列列说说法法正正确确的的是是 ( )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
6、感器电容式传感器 电电容容器器的的电电容容C决决定定于于极极板板的的正正对对面面积积S、极极板板间间距距离离d以以及及极极板板间间的的电电介介质质这这几几个个因因素素。如如果果某某一一物物理理量量（如如角角度度、位位移移、深深度度等等）的的变变化化能能引引起起上上述述某某个个因因素素的的变变化化，从从而而引引起起电电容容的的变变化化，则则通通过过测测定定电电容容器器的的电电容容就就可可以以确确定定上上述述物物理理量量的的变变化化，起起这这种种作用的电容器称为电容式传感器。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
7、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
8、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。的变化。题题目目：随随着着生生活活质质量量的的提提高高，自自动动干干手手机机已已进进入入家家庭庭，洗洗手手后后，将将湿湿手手靠靠近近自自动动
9、干干手手机机，机机内内的的传传感感器器便便驱驱动动电电热热器器加加热热，有有热热空空气气从从机机内内喷喷出出，将将湿湿手手烘烘干干。手手靠靠近近干干手手机机能能使使传传感感器器工工作作，是是因为因为 （ ） 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， 现用现用手掌挡住部分光线，表针的手掌挡住部分光线，表针的偏角变为偏角变为
10、，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唱唱卡卡拉拉OK用用的的话话筒筒，内内有有传传感感器器。其其中中有有一一种种是是动动圈圈式式的的，它它的的工工作作原原理理是是在在弹弹性性膜膜片片后后面面粘粘接接一一个个轻轻小小的的金金属属线线圈圈，线线圈圈处处于于永永磁磁体体的的磁磁场场中中，当当声声波波使使膜膜片片前前后后振振动动时时，就就将将声声音音信信号转变为电信号。下列说法正确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
11、理工作的C膜膜片片振振动动时时，穿穿过过金金属属线线圈圈的的磁磁通通量量不不变变D膜膜片片振振动动时时，金金属属线线圈圈中中不不会会产产生生感感应应电动势电动势03年上海理综年上海理综11B4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用用遥遥控控器器调调换换电电视视机机频频道道的的过过程
12、程，实实际际上上就就是是传传感感器器把把光光信信号号转转化化为为电电信信号号的的过过程程。下下列列属属于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12A5下列说法正确的A、电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，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
13、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
14、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
15、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，电铃响。断开，绿灯灭，电铃响。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
16、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分分）图图1为为某某一一热
17、热敏敏电电阻阻R(电电阻阻值值随随温温度度的改变而改变，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。 为为了了通通过过测测量量得得到到图图1所所示示I-U关关系系的的完完整整曲曲线线，在在图图2和和图图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： 。（电电源源电电动动势势为为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）在在图图4电电路路中中，电电源源电电压压恒恒为为9V，电电流流表表读读数数为为70mA，定定值值电电阻阻R1=250。由由热热敏敏电电阻阻的的I-U关关系系曲曲线线可可知知，热热敏敏电电阻阻两两端端的的电电压为压为_V；电阻电阻R2的阻值为的阻值为 。举出一个可以应用热敏电阻的例子：举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。VA图图2VA图图3I/mAU/V1 2 3 4 5 6 7500图图110203040AR1R2热热敏敏电电阻阻图图4R9V2电压可从电压可从0V调到所需电压，调节范围较大调到所需电压，调节范围较大 解解: I1=9/250=0.036A=36mA I2=34mA 由图由图1得得 UR=5.2V 5.2 R2 =(9-5.2) / 0.034=111.8 111.6112.0 热敏温度计热敏温度计
