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1、傳 感 器 1 什么是傳感器 (1)定義：能像人的感覺器官那樣感受外界信息， 并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉(zhuǎn)換成可用 輸出信息的器件或裝置，就叫傳感器 (2)常見傳感原理：傳感器的作用是將感受的 非 電學(xué)量 (如力、熱、光、磁等 )轉(zhuǎn)換 成 電學(xué)量 (如電壓、 電流、電荷等 )輸出 考綱要求： 傳感器的簡(jiǎn)單使用 非電物理量 敏感元件 轉(zhuǎn)換 器材 轉(zhuǎn)換 電路 電學(xué)量 突破一 熱敏電阻、光敏電阻的特性研究 【 例 1】 如圖是一火警報(bào)警器的一部分電路示意圖。 其中 R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為 值班室的顯示器， a、 b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器 R2所 在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的
2、電流 I、報(bào)警器兩端的電 壓 U的變化情況是（ ） A. I 變大， U 變大 B. I 變小， U 變小 C. I 變小， U 變大 D. I 變大， U 變小 R1 R2 R3 A a b E r B 突破二 找出敏感元件，認(rèn)清傳感電路 ，明確轉(zhuǎn)換原理 【例 2】 利用熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用 來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高 (1)如果將熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路， 其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電 流將變 ________(填“大”或“小” ) (2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，
3、就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度如果刻度盤正中的溫度 為 20 ( 如圖甲所示 )，則 25 的刻度應(yīng)在 20 的刻度的 ________(填“左”或“右” )側(cè) 突破二 找出敏感元件，認(rèn)清傳感電路 ，明確轉(zhuǎn)換原理 小 右 【例 2】 利用熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用 來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高 (3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng) 用圖乙中的器材 (可增加必要元器件 )設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路 突破二 找出敏感元件，認(rèn)清傳感電路 ，明確轉(zhuǎn)換原理 【 例 3】 利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的 輸送情況，如圖 10-3-3甲
4、所示為某工廠成品包裝車間的光傳感 記錄器，光傳感器 B能接收到發(fā)光元件 A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋 住 A發(fā)出的光時(shí)，光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，并在屏幕上顯示 出電信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系，如圖乙所示若傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)， 每?jī)蓚€(gè)工件間的距離為 0.2 m，則下列正確的是 ( ) A傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是 0.1 m/s B傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是 0.2 m/s C該傳送帶每小時(shí)輸送 3 600個(gè)工件 D該傳送帶每小時(shí)輸送 7 200個(gè)工件 突破二 找出敏感元件，認(rèn)清傳感電路 ，明確轉(zhuǎn)換原理 BC 【 例 4】 如圖所示， T為理想變壓器 ,輸入電壓恒定， A1、 A2為理想 交流電流表， V1、 V2為理想交流
5、電壓表， R1、 R2為定值電阻， R3為光敏電阻 (光照增強(qiáng)，電阻減小 )，原線圈兩端接恒壓正弦 交流電源，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí) ( ) A電壓表 V1示數(shù)變小 B電壓表 V2示數(shù)變大 C電流表 A1示數(shù)變大 D電流表 A2示數(shù)變大 突破二 找出敏感元件，認(rèn)清傳感電路 ，明確轉(zhuǎn)換原理 CD 1 (2011 江蘇卷， 6)美國(guó)科學(xué)家 Willard S Boyle與 George E Smith因電荷耦合器件 (CCD)的重要發(fā)明榮獲 2009年度諾貝爾物理學(xué) 獎(jiǎng) CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器下列器件可作為傳感器的有 ( ) A發(fā)光二極管 B熱敏電阻 C霍爾元件 D干電池 2.如圖所示的電路中
6、，當(dāng)半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻浸泡到熱水中 時(shí)，電流表示數(shù)增大，則說(shuō)明 ( ) A熱敏電阻在溫度越高時(shí)，電阻越大 B熱敏電阻在溫度越高時(shí)，電阻越小 C半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變差 D半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變好 強(qiáng)化練習(xí)： BC BD 3.如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示 意圖。 A為光源， B為光電接收器 ， A、 B均固定在車身上， C為小車的車輪， D為與 C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的 間隙后變成脈沖光信號(hào)，被 B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯 示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為 n，累計(jì)脈沖數(shù)為 N，車輪 C的半
7、徑 R， 齒輪的齒數(shù) .試求：小車速度 v以及行程 x的表達(dá)式。 強(qiáng)化練習(xí)： 0 22 N nRnRv 00 22 N RN n N N Rnvtx 0N 4 (2009 山東理綜 23(2) 為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系 統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件 (照度可 以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為 lx)某光敏電阻 Rp在不同照度下的阻值如下表： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn) (2)如圖所示，當(dāng) 1、 2兩端所加電壓上升至 2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)請(qǐng)利用 下列器材
8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給 1、 2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至 1.0 (lx)時(shí)啟 動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖 (不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響 ) 提供的器材如下： 光敏電阻 Rp(符號(hào) ，阻值見上表 )； 直流電源 E(電動(dòng)勢(shì) 3 V，內(nèi)阻不計(jì) )； 定值電阻： R1 10 k ， R2 20 k ， R3 40 k (限選其中之一并在圖中標(biāo)出 ) 開關(guān) S及導(dǎo)線若干 強(qiáng)化練習(xí)： 照度 (lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻 (k) 75 40 28 23 20 18 5 (2010全國(guó)理綜 23)如圖，一熱敏電阻 RT放在控溫容器 M內(nèi)； A為
9、毫安 表，量程 6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆； E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為 3 V，內(nèi)阻很小； R 為電阻箱，最大阻值為 999.9 ； S為開關(guān)已知 RT在 95 時(shí)的阻值為 150 ，在 20 時(shí)的阻值約為 550 .現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在 95 20 之間的多個(gè)溫度 下 RT的阻值 (1)在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖 . 強(qiáng)化練習(xí)： 5 (2010全國(guó)理綜 23)如圖，一熱敏電阻 RT放在控溫容器 M內(nèi)； A為毫安 表，量程 6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆； E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為 3 V，內(nèi)阻很?。?R 為電阻箱，最大阻值為 999.9 ； S為開關(guān)已知 RT在 95 時(shí)的阻值為 150
10、 ，在 20 時(shí)的阻值約為 550 .現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在 95 20 之間的多個(gè)溫度 下 RT的阻值 (2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： 依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線 調(diào)節(jié)控溫容器 M內(nèi)的溫度，使得 RT的溫度為 95 . 將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员ＷC儀器安全 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù) I0，并記錄 ____________ 將 RT的溫度降為 T1(20 T1 95 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù) __________，記錄 ______________ 溫度為 T1時(shí)熱敏電阻的電阻值 RT1 __________. 逐步降低 T1的數(shù)值，直至 20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟 . 強(qiáng)化練習(xí)： R1+150-R2 電阻箱阻值 R1 電阻箱阻值 R2 不變 知 識(shí) 熱 點(diǎn) “ 嫦娥 ” 登月 嫦娥三號(hào)上使用 了大量的傳感器 ， 保證了探測(cè)工作 正常進(jìn)行。其中 加速度傳感器 ， 溫度傳感器 等具 有國(guó)際領(lǐng)先水平。 請(qǐng)同學(xué)們下來(lái)之 后了解相關(guān)內(nèi)容。
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