内容正文:
第六章 传感器
第1节 传感器及其工作原理
学习目标
练法指导
1.知道什么是传感器。
2.知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件。
3.了解传感器的工作原理。
1.通过实例了解生活中用到了哪些传感器。
2.通过练习了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电容式位移传感器、霍尔元件等传感器的特性。
3.重视理论联系实际,多留意身边的一些简单控制电路。
——— 课/ 前/ 预/ 习·轻/ 松/ 搞/ 定 ———
要点辨析
1.传感器担负着信息采集的任务,它常常是将电学量转化为力学量(×)
2.干簧管接入电路中的作用相当于电阻(×)
3.热敏电阻一般用半导体材料制作,导电能力随温度的升高而增强,但灵敏度低(×)
4.金属热电阻随温度的升高导电能力增强,它的化学稳定性好,测量范围大(×)
5.热敏电阻和金属热电阻都能把温度这个热学量转换成电阻这个电学量(√)
预习自检
1.关于传感器的下列说法正确的是( )
A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D.以上说法都不正确
解析 半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,如金属氧化物氧化锰就可以制成传感器,所以选项A错误,选项B正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化,所以选项C错误。
答案 B
2.有一电学元件,温度升高时电阻却大幅度地减小,则这种元件使用的材料可能是( )
A.金属导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
解析 金属导体的电阻随温度的升高而增大,超导体的电阻几乎为零,半导体(如热敏电阻)的阻值随温度的升高而大幅度地减小。
答案 C
3.用遥控器调换电视频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列利用这类传感器的是( )
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
解析 A项为光电传感器,B项为声电传感器,C项为力电传感器,D项为热电传感器。
答案 A
——— 课/ 堂/ 效/ 果·题/ 组/ 检/ 测 ———
题组一 对传感器的认识
1.非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)如图,其应用的传感器是 ( )
A.压力传感器
B.光电传感器[来源:学科网]
C.生物传感器
D.温度传感器
解析 自动感应水龙头应用的是光电传感器。
答案 B
2.传感器在日常生活中有着广泛的应用,它的种类多种多样,其性能也各不相同。空调机在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,空调机内实现这一功能的传感器是 ( )
A.力传感器 B.光传感器
C.温度传感器 D.声传感器
解析 空调机的温度控制中使用了温度传感器。[来源:学科网]
答案 C
题组二 敏感元件的特性
3.(多选)关于光敏电阻,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻的大小这个电学量
B.硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子极少,导电性能不好
C.硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子较少,导电性能良好
D.半导体材料的硫化镉,随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好
解析 光敏电阻的导电性能看载流子的多少,光强时载流子多,导电能力就强,电阻小,所以选项A、B、D正确,C错。
答案 ABD
4.如图所示是观察电阻R随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水换为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )
A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显
B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显
C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显
D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显
解析 若为金属热电阻,温度升高后,电阻变大,但由于
金属热电阻灵敏度较差,故欧姆表读数变大且不明显,选项A、B错误;若为用半导体材料制作的热敏电阻,由于热敏电阻的灵敏度较高,读数变化明显,选项C正确,选项D错误。
答案 C
5.如图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,导线芯和导电液构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路的电流变化说明电容值减小时,则导电液体的深度h变化为 ( )
A.减小 B.增大
C.不变 D.无法确定
解析 根据电容的决定式C=知,其他量不变时,电容减小,两极板正对面积减小,则知深度h减小,故A正确,B、C、D错误。
答案 A
——— 课/ 后/ 巩/ 固·快/ 速/ 提/ 能 ———
1.关于传感器及其作用,下列说法正确的是( )
A.传感器一定是把非电学量转换为电学量
B.传感器一定是把非