1、四川省广安市岳池县第一中学高中物理第三章 传感器学案 教 科版选修 3-2 传感器Error! 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、
2、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 AI 变大，U 变大 BI 变大，U 变小 CI 变小，U 变大 DI 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 当有人通过而遮蔽光线时，A 、B 之间电压升高 当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之 间电压降低 当仅增大 R2 的阻值时，可增大 A、B 之间的电压 当仅减小 R2 的阻值 时，可增大 A、B 之间的电压 A B C D 二、传感器的应用
3、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，并转化为电学量 (2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转 化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)转化传输部分(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
4、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_ 例 3 一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图
5、4 甲所示请应用这一热敏电阻自行设计一 控制电路当温度高于某一值后红色指示灯亮，则温度低于这一值时绿色指示灯亮 图 4 给你的器材有：如图乙所示的继电器一个(a、b 为常闭触点 c、d 为常开触点)、热敏电阻 一只、滑动变阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干 等 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 热敏电阻温度升高，其他条件不变 热敏电阻温度降低，其他条件不变 光照增强， 其他
6、条件不变 光照减弱，其他条件不变 A B C D 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 AL1 灯亮 BL2 灯亮 CL1、L2 两灯同时亮 DL1、L2 两灯都不亮 3(传感器的应用)如图 7 所示为大型电子地磅电路图，电源电 动势为 E，内阻不计不称 物体时，滑片 P 在 A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称物体时，在 压力作用下滑片 P 下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值 刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值若滑动变阻器上 A、B 间距离为 L，最大 阻值等于定值电阻的阻值 R0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为 k，则所 称物体的重量 G 与电流大小 I 的关系为 ( ) 图 7 AG2kL BGkL EkLIR0 EkLIR0 CG kL DG kL EIR0 4(传感器的应用)用如图 8 所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
