专题四 气敏、温敏电阻传感器和差动变压器式传感器（教案）-山东省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测

专题四.气敏、温敏电阻传感器和差动变压器式传感器（讲义）-《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解气敏电阻传感器的工作原理和应用。 2.区分湿敏电阻传感器与气敏电阻传感器的异同。 3.掌握电感式传感器的基本工作原理。 4.深入了解差动变压器式传感器的工作原理和特性。 5.应用测量转换电路实现差动变压器式传感器的信号处理。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1.气敏电阻传感器：是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器，它的传感元件是气敏电阻。气敏电阻一般是用SnO2、ZnO,或Fe2O3等金属氧化物粉料并加入少量催化剂及添加剂，按一定比例绕结而成的半导体器件。 2.气敏半导体：灵敏度较高，它较适用于气体的微量检漏、浓度检测或超限报警。控制烧结体的化学成分及加热温度，可以改变它对不同气体的选择性。 3.湿敏电阻传感器：湿度有绝对湿度和相对湿度之分。检测湿度的手段很多，如毛发湿度计、干湿球湿度计、石英振动式湿度计、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等。 4.电感式传感器简述：电感式传感器具有结构简单、分辨率好和测量精度高等一系列优点。它的主要缺点是响应较慢，不宜作快速动态测量。它应用很广，可用来测量位移、压力、振动等参数。 5.分类：电感式传感器可分为自感式、互感式、电涡流式三大类。 6.差动变压器式传感器的工作原理：它主要由一个线框和一个铁心组成。在线框上绕有一组初级线圈作输人线圈(或称一次线圈)。在同一线框上另绕两组完全对称的次级线圈作输出线圈(或称二次线圈)，它们反向串联组成差动输出形式。 7.产生零点残余电压的主要原因是:①差动变压器两个次级线圈的电气参数、几何尺寸或磁路参数不完全对称;②存在寄生参数，如线圈间的寄生电容、引线与外壳间的分布电容;③电源电压含有高次谐波;④磁路的磁化曲线存在非线性。 8.减小零点残余电压的方法通常有:①提高框架和线圈的对称性;②减少电源中谐波成分;③正确选择磁路材料，同时适当减少线圈的励磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性区;④在线圈上并联阻容移相网络，补偿相位误差;⑤采用相敏检波电路，可以使零点残余电压减小到能够忽略的程度。 9.影响灵敏度的因素有:电源电压和频率，差动变压器一、二次线圈的匝数比，衔铁直径与长度、材料质量，环境温度，负载电阻等。 10.线性范围：理想的差动变压器输出电压应与衔铁位移成线性关系，实际上由于衔铁的直径、长度、材质和线圈骨架的形状、大小的不同等均对线性有直接影响。 [真题练讲] 1. (2019年•山东省统一考试) 关于气敏电阻传感器的工作原理，以下哪项说法是正确的？ a) 电阻值不受环境气体浓度变化影响 b) 电阻值随环境气体浓度变化而变化 c) 电阻值仅与温度有关 d) 电阻值只受湿度影响 解析： 正确答案是 b) 电阻值随环境气体浓度变化而变化。气敏电阻传感器的电阻值随环境气体浓度的增加或减少而相应变化，因此可用于气体浓度检测。 2. (2020年•山东省统一考试) 以下哪种传感器主要用于检测环境湿度？ a) 气敏电阻传感器 b) 温敏电阻传感器 c) 电感式传感器 d) 湿敏电阻传感器 解析： 正确答案是 d) 湿敏电阻传感器。湿敏电阻传感器的电阻值随环境湿度的变化而变化，因此适用于湿度检测。 3. (2018年•山东省统一考试) 电感式传感器常用于哪种类型的测量？ a) 温度测量 b) 湿度测量 c) 非接触式测量 d) 压力测量 解析： 正确答案是 c) 非接触式测量。电感式传感器通过感应电感的变化来检测目标物理量，常用于非接触式的测量，如金属检测、位置检测等。 4. (2019年•广东省统一考试) 差动变压器式传感器的特点之一是什么？ a) 低精度 b) 低稳定性 c) 高精度 d) 低灵敏度 解析： 正确答案是 c) 高精度。差动变压器式传感器具有高精度和高稳定性，能够提供准确可靠的测量结果。 5. (2017年•山东省统一考试) 在测量转换电路中，放大的作用是什么？ a) 减小信号幅值 b) 滤波信号 c) 放大信号幅值 d) 数字化信号 解析： 正确答案是 c) 放大信号幅值。在测量转换电路中，放大器用于放大传感器输出的信号，以便进行后续的信号处理和分析。 [限时练讲] 1.气敏电阻传感器和湿敏电阻传感器的主要区别在于： a) 工作原理不同 b) 应用领域不同 c) 响应速度不同 d) 灵敏度不同 解析： 正确答案是 a) 工作原理不同。气敏电阻传感器和湿敏电阻传感器的工作原理分别是根据环境气体浓度和湿度的变化而改变电阻值，因此这两种传感器的主要区别在于工作原理。 2.电感式传感器的应用领域不包括： a) 金属检测 b) 温度测量 c) 位置检测 d) 液位测量 解析：