专题四 气敏、湿敏电阻传感器（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、湿敏电阻传感器（教案）-《传感器及应用》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解并掌握气敏电阻传感器、湿敏电阻传感器和差动变压器式传感器的工作原理。 2.能够解释和应用这些传感器在实际中的典型应用，如烟雾报警器的制作与调试。 3.掌握传感器的基本特性，如灵敏度、线性范围以及测量转换电路。 4.能够综合运用所学知识解决相关实际问题。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 气敏电阻传感器 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、ZnO2或 Fe2O3等金属氧化物粉料并加人少量催化剂及添加剂，按一定比例绕结而成的半导体器件。 表2-5 是几种常用 MQN 型气敏半导体器件的主要特性，它们用来测量可燃性气体。图2-18 是 MQN 型气敏电阻的外形、结构及测量电路。 重点二 湿敏电阻传感器 湿度的检测与控制在现代科研、生产、生活中的地位越来越重要。例如，许多储物仓库在湿度超过某一程度时，物品易发生变质或霉变现象;居室的湿度希望适中;而纺织厂要求车间的相对湿度保持在 (6075)%;在农业生产中的温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测和控制。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、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等.图 2-19 是陶瓷湿敏电阻传感器的结构、外形及测量转换电路框图，它主要用于测量空气的相对湿度。 重点三 电感式传感器简述 (1)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。 (2)电感式传感器可分为自感式、互感式、电涡流式三大类。自感式传感器是把被测量转换为线圈的自感变化;互感式传感器是把被测量转换为线圈间的互感变化，传感器本身是一个变压器:电涡流式传感器是把被测量转换为线圈的阻抗变化。人们习惯上讲的电感式传感器通常是指自感式传感器，而互感式传感器由于利用了变压器原理，又往往做成差动形式，故常称为差动变压器式传感器。 重点四 差动变压器式传感器的工作原理 差动变压器的结构原理如图 2-22 所示，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。理想差动变压器的原理如图2-23 所示。 重点五 差动变压器式传感器的基本特性 1.灵敏度 差动变压器的灵敏度是指差动变压器在单位电压励磁下，铁心移动一单位距离时的输出电压:以mV/(mm·V)表示。一般差动变压器的灵做度大于50 mV/(mm·V)。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。 2.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。差动变压器一般线性范围约为线圈骨架长度的 1/10 ~1/4。由于差动变压器中间部分磁场是均匀的且较强，所以只有中间部分线性较好。 [真题练讲] 1.(2020年山东省统一考试) 气敏电阻传感器的基本原理是什么？ A. 电阻随温度变化 B. 电阻随湿度变化 C. 电阻随气体浓度变化 D. 电阻随光照强度变化 答案：C 解析：气敏电阻传感器通过电阻随气体浓度的变化来检测特定气体的存在和浓度变化。 2.(2018年河南省统一考试)湿敏电阻传感器主要用于检测哪种环境参数？ A. 温度 B. 湿度 C. 气压 D. 光照强度 答案：B 解析：湿敏电阻传感器用于检测环境中的湿度，电阻会随湿度变化。 3.(2019年湖南省统一考试)制作气敏传感器烟雾报警器时，选择元件时主要考虑以下哪一项？ A. 工作电压和灵敏度 B. 工作电流和温度范围 C. 功耗和体积 D. 耐久性和成本 答案：A 解析：在制作烟雾报警器时，气敏传感器的工作电压和灵敏度是关键参数，因为它们决定了传感器的性能和检测精度。 4.(2022年山东省统一考试)关于电感式传感器，下列哪一项描述是正确的？ A. 它的灵敏度与气体浓度成正比 B. 它的工作原理基于电感量随湿度变化 C. 它用于检测物体的位移或振动 D. 它主要用于测量温度 答案：C 解析：电感式传感器用于检测物体的位移或振动，其工作原理基于电感量随位置变化。 5.(2020年山东省统一考试)差动变压器式传感器的基本特性包括哪两项？ A. 灵敏度和响应速度 B. 灵敏度和线性范围 C. 线性范围和功耗 D. 响应速度和温度范围 答案：B 解析：差动变压器式传感器的基本特性包括灵敏度和线性范围，这两个参数决定了传感器的性能和适用范围。 [限时练讲] 1.气敏电阻传感器的工作原理是基于什么导致电阻值的变化？ A) 温度变化 B) 湿度变化 C) 环境气体的变化 D) 光照强度变化 答案：C 解析：气敏电阻传感器的电阻值变化取决于周围环境气体种类和浓度的变化。 2.湿敏电阻传感器主要用于检测什么环境参数的变化？ A) 温度 B) 光强 C) 湿度 D) 声音强度 答案：C 解析：湿敏电阻传感器的电阻值随环境湿度的变化而变化，因此用于湿度检测。 3.制作烟雾报警器时，通常选用哪种材料作为传感器元件？ A) 铝 B) 氧化锡 C) 铜 D) 硅 答案：B 解析：氧化锡因其高灵敏度常被选用于制作烟雾报警器的传感器材料。 4.电感式传感器主要通过检测什么物理量的变化来工作？ A) 电阻值 B) 电感值或感应电动势 C) 电容值 D) 电压值 答案：B 解析：电感式传感器通过检测电感值或感应电动势的变化来实现对目标物体的检测。 5.差动变压器式传感器的工作原理基于什么原理？ A) 电容原理 B) 变压器原理 C) 电阻原理 D) 光电效应原理 答案：B 解析：差动变压器式传感器利用变压器的工作原理来测量目标量，通过比较输入和输出之间的差异来得到测量值。 6.差动变压器式传感器的线性范围越宽广，其测量的精确度会如何？ A) 变差 B) 不变 C) 提高 D) 无影响 答案：C 解析：线性范围越宽广意味着传感器在测量过程中能够保持较高的线性度，从而提高测量精确度。 7.在差动变压器式传感器中，如何调节其灵敏度？ A) 通过改变输入电压 B) 通过改变输出电流 C) 通过调节变压器的结构参数 D) 通过改变传感器材料 答案：C 解析：差动变压器式传感器的灵敏度可以通过调节变压器的结构参数来实现。 8.简述气敏电阻传感器的工作原理。 解析：气敏电阻传感器的工作原理是基于其电阻值会随着周围环境中的气体种类和浓度的变化而改变。当特定气体与传感器接触时，会引起传感器内部材料的电阻变化，从而实现对气体的检测。 9.湿敏电阻传感器的主要用途是什么？ 解析：湿敏电阻传感器的主要用途是检测环境中的湿度变化。其电阻值会随着环境湿度的改变而变化，因此可以用来监测和控制湿度相关的应用。 10.在制作烟雾报警器时，为什么选择氧化锡作为传感器材料？ 解析：氧化锡因其对烟雾中的微小颗粒具有高灵敏度，能够快速响应烟雾的变化，因此常被选作烟雾报警器的传感器材料。 11.简述烟雾报警器的工作原理。 解析：烟雾报警器的工作原理是利用气敏电阻传感器检测空气中的烟雾浓度。当烟雾浓度达到一定程度时，传感器的电阻值会发生变化，触发报警电路，从而发出警报。 12.在制作烟雾报警器时，需要进行哪些调试步骤？ 解析：制作烟雾报警器时，需要调试传感器的灵敏度，确保其在合适的烟雾浓度下能够准确触发警报；同时，还需要测试报警器的响应时间，确保其能够及时发出警报。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.气敏电阻传感器：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。 2.电感式传感器：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。 3.差动变压器：差动变压器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。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$