傳感器與現(xiàn)代社會章末學(xué)案含答案2

章末總結(jié)

I一網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建-

定義:通過測量外界的物理量、化學(xué)量或生物量來捕捉和識別信息?并將被測量的韭電堂里轉(zhuǎn)換成

電學(xué)量的裝置

組成:敏感元件、轉(zhuǎn)換電路

，物理型傳感器

傳感器與現(xiàn)代社會V

分類：化學(xué)型傳感器：技檢測量的不同劃分

I生物型傳感器

應(yīng)用：溫度傳感器、力傳感器、磁傳感器、紅外測溫儀、數(shù)碼相機和攝像機、酒精濃度測試儀

研究熱敏電阻的溫度特性曲線

題型探究重點難點各個擊破

一、常見敏感元件的特點及應(yīng)用

1.光敏電阻：光敏電阻的阻值與所受光照的強度有關(guān)，光照增強阻值減小，光照減弱阻值增大.

2.熱敏電阻；熱敏電阻有正溫度系數(shù)、負溫度系數(shù)和臨界溫度系數(shù)三種.正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫

度升高而增大，負溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小.

3.霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量.

【例11如圖1所示是一火警報警器的部分電路示意圖.其中及為用半導(dǎo)體負溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感

器，電流表為值班室的顯示器，如b之間接報警器.當傳感器/?2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流人報

警器兩端的電壓U的變化情況是（）

A.I變大，U變大B.I變大，U變小

C.I變小，U變大D.I變小，U變小

答案D

解析&所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，則&的阻值減小.&I-R.If/十tfUiffSIf/l,故顯

示器的電流/變小，由〃=￡:一/千「，/千變大，知U變小，故選項D正確.

針對訓(xùn)練如圖2所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，R為光敏電阻，R2為定值電

阻，4、B接監(jiān)控裝置.則（）

圖2

①當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高②當有人通過而遮蔽光線時，4、B之間電壓降低③

當僅增大R2的阻值時，可增大4、8之間的電壓④當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓

A.①③B.①④C.②③D.②④

答案C

解析R是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當有人通過而遮蔽光線時，修的阻值變大，回路中的也流

/減小，A、B間的電壓U=/&減小，故①錯誤，②正確；由閉合電路歐姆定律得：U=E-/(R+r),當僅

增大&的阻值時，電路中的電流減小，4、B間的電壓U增大，故③正確：當僅減小&的阻值時，電路

中的電流增大，A、8間的電壓U減小，故④錯誤，故應(yīng)選C.

二、傳感器的應(yīng)用

1.傳感器的應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用.

(1)“感”是指傳感器的敏感元件感應(yīng)信息，并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量.

(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機構(gòu).

⑶“用”是指執(zhí)行機構(gòu)利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作.

2.傳感器電路問題的設(shè)計思路

處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計問題時，可將整個電路分解為：

(1)傳感器所在的信息采集部分；

(2)轉(zhuǎn)化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關(guān))；

(3)執(zhí)行電路.

19\21(多選)在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋼等半導(dǎo)體材料

制成的電阻器，其電阻率p隨溫度，的變化關(guān)系如圖3所示，由于這種特性，使PTC元件具有發(fā)熱、保溫

雙重功能.以下判斷正確的是()

A.通電后，其電功率先增大后減小

B.通電后，其電功率先減小后增大

C.當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在h不變

D.當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在九和介之間的某一值不變

答案AD

解析當電熱滅蚊器溫度由。升到力的過程中，電阻器的電阻率p隨溫度的升高而減小，其電阻R隨之減

小，由于加在電熱滅蚊器上的電壓U保持不變，電熱滅蚊器的電功率「隨之增大，當/=n時，電功率P

達到最大.當溫度由。升高到攵的過程中，〃增大，R增大,。減小.而溫度越高，其與外界環(huán)境溫度的差別

也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P'也就越大.因此在這之間的某一溫度內(nèi)會有尸=P3=

02/4

P,,即電功率P減小到等于散熱功率時，即達到保溫；當fV，3,P>P：使溫度自動升高到“；當r>/3,

P<P',使溫度自動降為白，實現(xiàn)自動保溫.

【例31傳感器擔(dān)負著信息的采集任務(wù)，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚ㄈ?/p>

溫度、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（通常是電學(xué)量），例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的

熱敏電阻，某熱敏電阻所阻值隨溫度變化的圖線如圖4甲所示，圖乙是由該熱敏電阻舟作為傳感器制作

的簡單自動報警器線路圖.問：

圖4

（1）為了使溫度過高時報警器鈴響，c應(yīng)接在（填或"b”）處.

（2）若要使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器的滑片尸向移動（填“左”或“右”）.

（3）如果在調(diào)試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片F(xiàn)都不能使報警器工作，且電

路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路實際不能正常工作的原因可能是

答案（1）。（2）左（3）電源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大

解析熱敏電阻RT在溫度升高時阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強，把右側(cè)銜鐵吸引過來，

與a接觸，故c應(yīng)接在。處；為使啟動報警的溫度提高，則應(yīng)使電路中電阻更大，滑動變阻器的滑片應(yīng)左

移.

達標檢測當堂檢測鞏固反饋

1.（傳感器的應(yīng)用）如圖5所示是一種水位自動報警器的原理示意圖，當杯中的水的水位到達金屬塊B時,

出現(xiàn)的情況是（）

A.Li燈亮B.L2燈亮

C.LK上兩燈同時亮DL、D兩燈都不亮

答案B

解析由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當杯中的水的水位到達金屬塊B時，左端電路被接通，這樣螺線管就產(chǎn)生磁

場，用當于一個磁鐵，對與彈簧相連的華鐵產(chǎn)生吸引作用，使之向下移動，這樣小電路被接通.

2.（傳感器的應(yīng)用）一熱敏電阻在溫度為80℃時阻值很大，當溫度達到100℃時阻值就很?。ㄕJ為是零），今用

一電阻絲給水加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在80℃到100℃之間，可將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián)，一并

放入水中，如圖6所示，圖中凡為熱敏電阻，&為電阻絲.請簡述其工作原理.

圖6

答案見解析

解析開始水溫較低時，R阻值較大，電阻絲R2對水進行加熱；當水溫達到100C左右時，R阻值變得很

小，&被短路，將停止加熱；當溫度降低到80℃時，描阻值又變得很大，/?2又開始加熱.這樣就可達到保

溫的效果.

3.（傳感器的應(yīng)用）用如圖7所示的電磁繼電器設(shè)計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時

電鈴報警，可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生電源（兩個）、繼電器、滑動變阻器、

開關(guān)、導(dǎo)線.

圖7

答案如圖所示

解析將熱敏電阻、學(xué)生電源、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入繼電器的。、b瑞；將學(xué)生電