河北省邢台市高中物理 第六章 传感器章末总结学案（无答案）新人教版选修3-2（通用） 5页

第六章 传感器章末总结 ‎ 一、常见敏感元件的特点及应用 ‎1．光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大．‎ ‎2．金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大．‎ ‎3．热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．‎ ‎4．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．‎ 例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2‎ 为用半导体负温度系数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 ( )‎ 图1‎ A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 针对训练 如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )‎ 图2‎ ‎①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低 ③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 ④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④‎ 二、传感器的应用 ‎1．传感器的应用 传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．‎ ‎(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转换为电学量．‎ ‎(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转换的电学信息传给执行机构．‎ ‎(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．‎ ‎2．传感器电路问题的设计思路 处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：‎ ‎(1)传感器所在的信息采集部分；‎ ‎(2)转换传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；‎ ‎(3)执行电路．‎ 例2 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图3甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：‎ 图3‎ ‎(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在________(填“a”或“b”)处．‎ ‎(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”)．‎ ‎(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________________________________________________________．‎ 三、传感器与逻辑电路的分析及应用 分析传感器与逻辑电路结合的问题，要弄清楚敏感元件的特性，还要进行正确的电路分析，除此之外还要了解各种逻辑电路的特点，其中斯密特触发器是具有特殊功能的“非”门，要特别注意它对电路所带来的相应变化．‎ 例3 如图4所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理．‎ 图4‎ ‎1．(常见敏感元件的特点及应用)如图5所示，RT为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )‎ 图5‎ ‎①热敏电阻温度升高，其他条件不变 ②热敏电阻温度降低，其他条件不变 ③光照增强，其他条件不变 ④光照减弱，其他条件不变 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④‎ ‎2．(传感器的应用)如图6所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是 ( )‎ 图6‎ A．L1灯亮 B．L2灯亮 C．L1、L2两灯同时亮 D．L1、L2两灯都不亮 ‎3．(传感器的应用)如图7所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h( )‎ 图7‎ A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定 ‎4．(传感器与逻辑电路的分析及应用)2020年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖．如图8所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会大幅度减小．下列说法正确的是 ( )‎ 图8‎ A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高 B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高 C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高 D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高