专题四 热电阻传感器，气敏，湿敏电阻传感器（教案）-浙江省职教高《传感器及应用》第2版-讲练测

专题四 热电阻传感器，气敏，湿敏电阻传感（讲义）-《传感器及应用》第2版专题复习讲练测 [考纲要求] 1.知识掌握：熟悉传感器的工作原理、特性和应用领域，理解各种传感器的原理、优缺点以及适用范围。 2.概念理解：理解传感器相关的基本概念，如温度系数、灵敏度、精度、误差等，并能准确运用这些概念来分析和解决问题。 3.应用能力：能够根据特定的应用场景选择合适的传感器类型，并理解其在该场景中的应用原理和特点。 计算和分析：具备计算传感器测量值、校准方法以及与其他变量的关联等相关计算和分析能力[课时安排] 2课时 [知识梳理] 1. 热电阻 热电阻主要是利用电阻随温度变化而变化这一特性来测量温度的。目前广泛应用的热电阳 材料是铂和铜，它们的电阻温度系数在 (3~6)x1范围内。作为测温用的热电阻材料希望具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。铂的性能最稳定，采用特殊的结构可制成标准铂电阻温度计，它的适用范围为-200 ~960C。铜电阻价廉并且线性好，但温度高时易氧化，故用于温度较低的环境 (-50 ~150C)中。 2.热敏电阻 热敏电阻是近年来出现的一种新型半导体测温元件。一般按温度系数可分为负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻 (PTC) 和临界温度系数热敏电阻 (CTR)。这三类热电阻的电阻率p与温度t 的变化曲线如图 2-11 所示。从图中可以看出，这些曲线都呈非线性。NTC 热敏电阻生产最早，最成熟，使用范围广。最常见的是由金属氧化物组成的，如锰钻、铁、镍、铜等中的两三种氧化物混合烧结而成。PTC 热敏电阻最常用的是在钦酸陶瓷中加人施主杂质，以增大电阻温度系数。CTR 热敏电阻是一种具有开关特性的负温度系数热敏电阻，当外界温度达到阻值急剧转变温度时，引起半导体与金属之间的相变，利用这种特性可制成热保护开关。 3. 金属热电阻传感器 工业上广泛应用金属热电阻传感器进行温度测量，用电桥作为测量电路。在进行测量时总要采用连接导线，但由于金属电阻本身阻值很小，所以引线电阻及其变化就不能忽略。为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用三线制连接法，如图2-13 所示热电阻三根引线引至测温电桥，其中两根引线中 R1R'串人测量电桥的相邻两臂，因而可以避免因连接导线电阻受环境温度影响而引起的测量误差。 热电阻传感器还可测量流量。例如热导式流量计就是根据发热元件耗散热量与流速的关系来实现流量测量的。一般是将置于流体中很细的金属丝通过电流加热，由于流体流动将迫使热 丝冷却，并且被冷却的程度是随流速而变化的。因此，可以通过测量热丝电阻值的变化求出流 速和流量。 [真题练讲] 1.(2016年浙江省统一考试) 湿敏电阻传感器的灵敏度主要取决于哪个环境因素？ A. 温度 B. 光照强度 C. 气压 D. 湿度 答案：D. 湿度 解析：湿敏电阻传感器的灵敏度主要取决于环境湿度的变化。。 2.(2010年山东省统一考试) 湿敏电阻传感器的灵敏度主要取决于哪个环境因素？ A. 温度 B. 光照强度 C. 气压 D. 湿度 答案：D. 湿度 解析：湿敏电阻传感器的灵敏度主要取决于环境湿度的变化。 3.(2015年青海省统一考试) 气敏电阻传感器的灵敏度会随着检测到的气体浓度的增加而________。 A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 答案：A. 增加 解析：气敏电阻传感器的灵敏度会随着检测到的气体浓度的增加而增加。 4.(2010年青海省统一考试) 热电阻传感器的阻值-温度特性通常在一定范围内是________关系。 A. 非线性 B. 离散 C. 反比例 D. 线性 答案：D. 线性 解析：热电阻传感器的阻值-温度特性通常在一定范围内是线性关系。 5.(2010年吉林省统一考试) 热电阻传感器的灵敏度与其材料的温度系数有关，通常使用哪种材料作为热敏元件？ A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 铂 答案：D. 铂 解析：热电阻传感器通常使用铂作为热敏元件，因为铂具有较大的温度系数，使得传感器更灵敏。 [限时练讲] 1. 湿敏电阻传感器主要用于检测什么环境参数？ A. 温度 B. 湿度 C. 气压 D. 光照强度 答案：B. 湿度 解析：湿敏电阻传感器主要用于检测环境中的湿度，其阻值会随湿度的变化而变化。 2. 湿敏电阻传感器主要用于检测什么环境参数？ A. 温度 B. 湿度 C. 气压 D. 光照强度 答案：B. 湿度 解析：湿敏电阻传