专题十 压电式传感器与超声波传感器（教案）-浙江省职教高考《传感器及应用》第2版讲练测

专题十.压电式传感器与超声波传感器（教案）-《传感器及应用》第2版专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 了解压电效应和压电式传感器的工作原理。 2. 掌握压电式传感器测量转换电路的基本连接方式。 3. 了解超声波的基本性质和传感器的工作原理。 4. 理解声振动传感器制作的电子狗的基本原理。 5. 了解压电式传感器在力传感、压力传感、加速度传感、温度传感等领域的应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1.压电效应 某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用产生变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面产生电荷。当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。 2 .压电材料 在自然界中，大多数晶体都具有压电效应，但多数晶体的压电效应过于微弱。具有实用价值的压电材料基本上可分为三大类:压电晶体、压电陶瓷和有机压电材料。 3.压电材料的主要特征指标 (1) 压电系数d 它表示压电材料产生电荷与作用力的关系，一般为单位作用力下产生电荷的多少，单位为 C/N (库/牛)。 (2) 刚度H 压电材料的刚度是决定其固有频率的重要参数。 (3) 介电常数 这是决定压电晶体固有电容的主要参数，而固有电容影响传感器工作频率的下限值。 (4)电阻R它是压电晶体的内阻，它的大小决定其泄漏电流 (5) 居里点 压电效应消失的温度转变点。 4.超声波传感器 超声波具有频率高、方向性好、能量集中、穿透本领大、遇到杂质或分界面产生显著的反射等特点，因此在许多领域得到广泛的应用。近年来已实用的超声波传感器有超声波探伤、超声波遥控、超声波防盗窃器以及超声医疗诊断装置等。 5.压电式传感器 压电式传感器是一种典型的自发电式传感器，它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。压电式传感器是一种力敏感器件.它也可以测量最终能变换为力的那些非电物理量，如压力、加速度等。 6.超声波传感器的应用 根据超声波的传播方向来看，超声波传感器的应用有两种基本类型。当超声波发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。超声波发射器与接收器置于同侧的属于反射型，反射型可用于接近开关、测距、测液位或料位、金属探伤以及测厚等。 7.声振动传感器制作的电子狗 [真题练讲] 1.(2019年陕西省统一考试)超声波传感器的基本工作原理是基于以下哪个现象？ a) 声波的传播速度和频率的变化 b) 声波的衰减和散射现象 c) 声波的传播路径和强度的变化 d) 声波的反射和回波时间的测量 答案：d) 声波的反射和回波时间的测量 解析：超声波传感器利用声波的反射和回波时间的测量来推算物体与传感器之间的距离。 2.(2017年山西省统一考试)压电式传感器的工作原理基于以下哪种效应？ a) 压电效应 b) 磁电效应 c) 光电效应 d) 热电效应 答案：a) 压电效应 解析：压电式传感器的工作原理是基于压电效应，当某些晶体受到外力压力时，会产生电荷，从而实现信号转换。 3.(2018年浙江省统一考试)超声波传感器的工作原理是基于以下哪个现象？ a) 声波的传播速度和频率的变化 b) 声波的衰减和散射现象 c) 声波的传播路径和强度的变化 d) 声波的反射和回波时间的测量 答案：d) 声波的反射和回波时间的测量 解析：超声波传感器通过测量声波的反射和回波时间来计算物体与传感器之间的距离，从而实现测距和障碍物检测等应用。 4.(2015年山东省统一考试)超声波传感器在以下哪些领域中被广泛使用？ a) 温度测量 b) 距离测量 c) 红外线通信 d) 云计算 答案：b) 距离测量 解析：超声波传感器主要用于距离测量，例如用于测量物体与传感器之间的距离，并被广泛应用于自动驾驶、智能机器人和安防等领域。 5.(2018年吉林省统一考试)以下哪种传感器适用于检测温度？ a) 压电传感器 b) 超声波传感器 c) 温度传感器 d) 光电传感器 答案：c) 温度传感器 解析：专门用于检测温度的传感器称为温度传感器，例如热敏电阻和热电偶。 [限时练讲] 1.压电传感器在医疗设备中的应用包括以下哪些？ a) 血压测量 b) 心率监测 c) 骨密度检查 d) 氧气浓度测量 答案：a) 血压测量, b) 心率监测 解析：压电传感器在医疗设备中有广泛应用，常见的应用包括血压测量和心率监测。 2. 超声波传感器可以用于以下哪些应用？ a) 物体测距 b) 树叶检测 c) 水位监测 d) 太阳能发电 答案：a) 物体测距, b) 树叶检测, c) 水位监测 解析：超声波传感器广泛应用于物体测距、树叶检测和水位监测等领域。 3. 光电传感器适用于以下哪种应用？ a) 光强测量 b) 颜色识别