《傳感器》期末復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)課程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。傳感器期末復(fù)習(xí)-傳感器期末復(fù)習(xí)（一）一、自主學(xué)習(xí)1傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如、等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成、流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。2傳感器的作用是把量轉(zhuǎn)化為量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。3光敏電阻（1）光敏電阻的電阻率與有關(guān)？（2）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)，解釋：硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。（3）光敏電阻能夠?qū)⒘哭D(zhuǎn)化為量。4熱敏電阻和金屬熱電阻（1）金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高

2、而；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而。（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？5霍爾元件如圖，霍爾元件是在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作4個(gè)電極E、F、M、N而成。若在E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使M、N間出現(xiàn)電壓UH。這個(gè)電壓叫霍爾電壓，其決定式為SKIPIF10。式中SKIPIF10為薄片的厚度，SKIPIF10為霍爾系數(shù)，它的大小與薄片的材料有關(guān)推導(dǎo)：霍爾元件能夠把這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為這個(gè)電學(xué)量。二、例題分析例1如圖所示，將萬用表的選擇開關(guān)置于“歐姆

3、”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間。若往Rt上擦一些酒精，表針將向（填“左”或“右”）移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向（填“左”或“右”）移動(dòng)。例2傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小B、當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化例3如圖所示，有電流I流過長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊寬度為d，高為b，有一磁

4、感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，試問金屬塊上、下表面哪面電勢(shì)高？電勢(shì)差是多少？（此題描述的是著名的霍爾效應(yīng)現(xiàn)象）三、課后練習(xí)：1為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與電燈控制電路的相接。當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為傳感器，它輸入的是信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是信號(hào)。2如圖所示，R1為定值電阻，R2為熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（）A、R1兩端的電壓增大B、電流表的示數(shù)增大C、小燈泡的亮度變強(qiáng)D、小燈泡的亮度變?nèi)?如圖所示，、為定值電阻，是小燈泡，為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（）、電壓表的示數(shù)增大、中電流

5、減小、小燈泡的功率增大、電路的路端電壓增大4如圖是觀察電阻值隨溫度變化情況示意圖?，F(xiàn)把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是（）如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作），讀數(shù)變化非常明顯如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作），讀數(shù)變化不明顯5圖是霍爾元件的工作原理示意圖，用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況。以下說法中正確的是（）將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面

6、應(yīng)保持水平在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化9、如圖所示寬度為d，厚度為h的金屬板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流I通過金屬板時(shí)，在金屬板上側(cè)面A和下側(cè)面間產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)，若金屬板內(nèi)自由電子密度為n，則產(chǎn)生的電勢(shì)差U傳感器期末復(fù)習(xí)（二）一、自主學(xué)習(xí)1傳感器應(yīng)用的一般模式2力傳感器的應(yīng)用電子秤（1）電子秤理有片、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器微處理器和數(shù)字顯示器等器件.電阻應(yīng)變片受到力的作用時(shí),它的會(huì)發(fā)生變化,把應(yīng)變片放在合適的電路中,他能夠把物體這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量,因而電子秤是的應(yīng)用.（2）

7、工作原理:如圖所示,彈簧鋼制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片,在梁的自由端施力F,則梁發(fā)生彎曲,上表面拉伸,下表面壓縮,上表面應(yīng)變片的電阻,下表面應(yīng)變片的電阻變小.F越大,彎曲形變,應(yīng)變片的阻值變化就越大.如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定,那末上面應(yīng)變片兩端的電壓變大,下面應(yīng)變片兩端的電壓變小.傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出.外力越大,輸出的電壓差值也就（3）應(yīng)變片能夠把力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。3聲傳感器的應(yīng)用話筒（1）話筒的作用是什么？（2）說明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作過程。（3）說明電容式話筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么？（4）駐極體話筒的工作原理是什么？有何優(yōu)

8、點(diǎn)？4溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一，它能把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通常是利用物體的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化而改變的特性制成的電熨斗就是靠溫度傳感器來控制溫度的。電熨斗就裝有雙金屬片溫度傳感器。這種傳感器的作用是控制電路的通斷。思考與討論：（1）常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？（2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的？二、例題分析例1用如圖6-2-2所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)有力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同

9、的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上其壓力大小可以直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上,傳感器b在前,a在后.汽車靜止時(shí),傳感器a、b的示數(shù)均為10N（取g=10ms2）若傳感器a示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N,求此時(shí)汽車的加速度和方向?(2)當(dāng)汽車一怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零？例2.某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量,找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力.(比例系數(shù)為k)如圖所示,測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0,而后在其受壓面上放一物體,即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比

10、的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器,質(zhì)量為m0的砝碼,電壓表,滑動(dòng)變阻器,干電池各一個(gè),電鍵及到縣若干,待測(cè)物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上).請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量.設(shè)計(jì)一個(gè)電路,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大,在圖中畫處完整的測(cè)量電路圖.簡(jiǎn)要說明測(cè)量步驟,求出比例系數(shù)K,并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m.練習(xí)題:1.電子秤使用的是A.超聲波傳感器B溫度傳感器C壓力傳感器D紅外線傳感器2.關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是A.應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí),其電阻變大,反之變小C.傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D.外力越大,輸出的電壓差值也越大3.

11、下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是A.電熨斗B話筒C電飯鍋D測(cè)溫儀4.電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好,其工作原理如圖所示,Q是絕緣支架,M是薄金屬膜和固定電極N形成一個(gè)電容器,被直流電源充電,當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí),電容發(fā)生變化,電路中形成變化的電流,當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中有A.電容變大B.電容變小C.導(dǎo)線AB中有向左的電流D.導(dǎo)線AB中有向右的電流5.唱卡拉OK用的話筒,內(nèi)有傳感器,其中有一種是動(dòng)圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中,當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào).下列說法正確的是()A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是

12、根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí),穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí),金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)傳感器期末復(fù)習(xí)（三）一、自主學(xué)習(xí)1溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋問題：（1）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？（2）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？（3）感溫鐵氧體有何特點(diǎn)？（4）什么是“居里點(diǎn)”？工作原理:(1).開始煮飯時(shí)為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個(gè)按鈕是否恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？(2).煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為什么？(3).飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)有什么變化？這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作？(4).如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動(dòng)斷電？2溫度傳感器的

13、應(yīng)用測(cè)溫儀問題：(1).溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？(2).常見的測(cè)溫元件有哪些？3光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器（1）機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部組成是什么？（2）簡(jiǎn)述機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理。4光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器工作原理：報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)二、例題分析例1如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70

14、時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1R2500，計(jì)算加熱電阻絲R350，兩燈電阻不計(jì)。（1）分析電飯煲的工作原理。（2）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比。（3）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？例2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為光電接受器，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)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接受并轉(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)的脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要

15、測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理數(shù)據(jù)是；小車的速度表達(dá)式為V；行程的表達(dá)式為S。課后練習(xí)測(cè)溫儀使用的是（）A、光傳感器B、紅外線傳感器C、溫度傳感器D、超聲波傳感器2.下列器件是應(yīng)用光傳感器的是（）A、鼠標(biāo)器B、火災(zāi)報(bào)警器C、測(cè)溫儀D、電子稱3.鼠標(biāo)器使用的是（）A、壓力傳感器B、溫度傳感器C、光傳感器D、紅外線傳感器4.關(guān)于電飯鍋的說法正確的是（）A、電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵B、鐵氧體在常溫下具有鐵磁性,溫度很高時(shí)失去鐵磁性C、用電飯鍋燒水,水開時(shí)能自動(dòng)斷電D、用電飯鍋煮飯時(shí),若溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后,它不能自動(dòng)復(fù)位5如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電

16、阻，LED為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng)），且R與LED相距不變，下列說法正確的是（）A當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變6用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的過程，下列屬于這類傳感器的是（）A、紅外報(bào)警裝置B、走廊照明燈的聲控裝置C、自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D、電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器傳感器期末復(fù)習(xí)（四）一、自主學(xué)習(xí)1實(shí)驗(yàn)1、光控開關(guān)工作原理：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，

17、則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6V），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的問題：要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？2溫度報(bào)警器工作原理：二、例題分析例1如圖所示電磁繼電器工作電路，圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器，D為動(dòng)觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)試分析電磁繼電器的工作原理例2電磁繼電器與自動(dòng)控制現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控

18、電路要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說明工作過程課后練習(xí)1、可以用型號(hào)為74LS14的非門集成電路，發(fā)光二極管和限流電阻來組成一個(gè)邏輯電平檢測(cè)器，電路如圖所示。使用時(shí)，將檢測(cè)器的輸入端接到被測(cè)點(diǎn)。請(qǐng)分析：當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí)，LED是否發(fā)光？低電平時(shí)呢？說出道理。、隨著人們生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭洗手間，當(dāng)人將濕手靠近干手機(jī)時(shí)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，于是有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，這是因?yàn)椋ǎ?、改變了濕度、改變了溫度、改變了磁?chǎng)、改變了電容3大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)?？刂齐娐分薪尤肓四膸追N傳感器？這幾種傳感器來的信號(hào)，應(yīng)通過哪幾種門電路后，再進(jìn)入執(zhí)行電路？4當(dāng)前大量使用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路制在一起的磁傳感器，它有以下兩種。()一種是“線性”的。它是將霍爾元件和放大器集成在一個(gè)芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感