专题二 传感器定义、组成与输出形式（讲义） 山东省（春季高考）《传感器及应用》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据山东省（春季高考）电子技术类专业考试标准（知识模块 传感器应用技术）及《传感器及应用》编写，围绕“考点解读—思维导图—知识梳理—背诵—常考题—高考模拟—课堂练习—课堂小结”组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 山东省电子技术类 《传感器及应用》考纲讲练测 专题二 传感器定义、组成与输出形式 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解传感器的定义及结构组成。 二、微目标拆解 准确复述传感器定义，提取“感受—转换—输出”三个核心动作。 说明敏感元件、传感元件和测量转换电路的作用，能识读组成方块图。 根据单位和信号特征区分电压、电流、频率、脉冲输出，并能分析简单信号链。 三、考情提示 本专题通常以定义关键词、组成部分功能和输出形式识别为考查入口。 易将敏感元件与传感元件功能颠倒；判断时抓住“直接感受”和“转成适于测量的电信号”。 情境题常隐去元件名称，需按信号链功能判断；外观上一体化不等于缺少某项功能。 [环节2 思维导图] 专题二 传感器定义、组成与输出形式思维导图 [环节3 知识梳理] 知识点1 传感器的定义 【知识再现】传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成有用输出信号（一般为电信号）的器件或装置。 【讲解】定义可拆为三步：先明确要感受的对象，再按确定规律完成转换，最后形成能够被后续装置利用的信号。“一般为电信号”说明电信号最常见，但不能把“一般”误读为“全部”。 【易错提醒】会输出电信号并不一定就是传感器，还必须能够感受规定的被测量并形成有规律的对应关系。 要点：规定的被测量 要点：一定规律转换 要点：有用输出信号 1. 下列对传感器定义的表述正确的是（ ）。 A. 只负责显示电量的仪表 B. 把任何信号都变成机械运动的装置 C. 能感受规定的被测量并按一定规律转换成有用输出信号的器件或装置 D. 只用于放大电信号的电路 【答案】C 【解析】定义包含“感受规定的被测量”“按一定规律转换”“输出有用信号”三个要点。 2. 只要某器件产生电压，它就一定是传感器。 【答案】错误 【解析】还必须满足感受规定被测量并按一定规律转换为有用输出信号等条件。 知识点2 传感器的组成与信号链 【知识再现】传感器通常由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成。敏感元件直接感受被测量；传感元件将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号；测量转换电路对微弱信号进行放大或转换。 【讲解】识图时沿着信号方向判断：被测量先作用于敏感元件，响应再进入传感元件形成电信号，最后由测量转换电路调节成便于传输、处理、记录和显示的形式。 图1-2 传感器组成方块图（完整标注版） 【易错提醒】敏感元件强调“直接感受”，传感元件强调“转换成电信号”，不要颠倒。 要点：被测量→敏感元件→传感元件→测量转换电路→输出 要点：放大器、电桥、振荡器、电荷放大器是常见调节与转换电路 3. 把敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号的部分是（ ）。 A. 被测对象 B. 传感元件 C. 记录装置 D. 执行器 【答案】B 【解析】传感元件承接敏感元件的输出并完成向电信号的转换。 4. 在压力检测系统中，弹性膜片受压后产生位移，位移检测元件把位移变成微弱电压，放大器再输出0～5 V。分别指出三者的功能。 【答案】弹性膜片是敏感元件；位移检测元件是传感元件；放大器是测量转换电路。 【解析】按“直接感受压力—转换成电信号—放大为标准输出”的链路逐项判断。 知识点3 输出形式与一体化结构 【知识再现】传感器常见输出有电压、电流、频率、脉冲等，输出形式由传感器原理确定。有些传感器的三个组成部分可能合为一体。 【讲解】识别输出形式可看单位与时间特征：V是电压，mA是电流，单位时间内周期数是频率，一次事件对应的离散信号是脉冲。组成是功能层面的划分，不要求每一部分都对应独立外壳或独立器件。 【易错提醒】频率强调重复信号每秒变化次数，脉冲强调一次事件产生的离散输出；二者有关联但不能在所有题目中直接等同。 要点：输出形式由工作原理确定 要点：功能可集成，判断看作用而非外观 5. “4～20 mA”属于（ ）输出形式。 A. 电压 B. 电流 C. 频率 D. 脉冲 【答案】B 【解析】mA是电流单位，因此属于电流输出。 6. 某一体化湿度传感器从外观上看只有一个芯片，能否据此认定它没有测量转换电路？说明理由。 【答案】不能。传感器三部分按功能划分，一体化器件可能把感受、转换与信号调节功能集成在同一芯片中，外观上无法分开不等于功能不存在。 【解析】本题考查“功能组成”和“物理结构”不能机械等同。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 什么是传感器？ 【答案】传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成有用输出信号（一般为电信号）的器件或装置。 2. 传感器通常由哪三部分组成？ 【答案】通常由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成。 3. 敏感元件的作用是什么？ 【答案】敏感元件直接感受规定的被测量，并产生与被测量有关的响应。 4. 传感元件的作用是什么？ 【答案】传感元件把敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号。 5. 测量转换电路的作用是什么？ 【答案】把通常较微弱的传感器输出信号放大或转换成便于传输、处理、记录和显示的形式。 6. 传感器常见的输出信号形式有哪些？ 【答案】常见形式有电压、电流、频率和脉冲等。 7. 为什么传感器的三部分不一定能明显分开？ 【答案】有些传感器把敏感元件、传感元件和测量转换电路合为一体，或集成在同一壳体、同一芯片中。 8. 分析传感器信号链时应按什么顺序？ 【答案】按“被测量→敏感元件→传感元件→测量转换电路→有用输出信号”的顺序分析。 [环节5 常考题] 1. 下列对传感器定义的表述正确的是（ ）。 A. 只负责显示电量的仪表 B. 把任何信号都变成机械运动的装置 C. 能感受规定的被测量并按一定规律转换成有用输出信号的器件或装置 D. 只用于放大电信号的电路 【答案】C 【解析】定义包含“感受规定的被测量”“按一定规律转换”“输出有用信号”三个要点。 2. 在传感器中，直接感受被测量的部分是（ ）。 A. 敏感元件 B. 显示仪表 C. 执行机构 D. 电源 【答案】A 【解析】敏感元件直接与被测对象发生作用并感受被测量。 3. 把敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号的部分是（ ）。 A. 被测对象 B. 传感元件 C. 记录装置 D. 执行器 【答案】B 【解析】传感元件承接敏感元件的输出并完成向电信号的转换。 4. 下列属于传感器常见输出信号形式的是（ ）。 A. 电压 B. 长度 C. 质量 D. 颜色名称 【答案】A 【解析】教材列出的常见输出形式包括电压、电流、频率和脉冲等。 5. 测量转换电路通常用于把微弱信号放大或转换为便于处理的形式。 【答案】正确 【解析】这正是测量转换电路在信号链中的主要作用。 6. 任何传感器的敏感元件、传感元件和测量转换电路都必须是三个彼此独立的器件。 【答案】错误 【解析】三部分是功能划分，实际结构中可能合为一体。 7. 简述敏感元件与传感元件的区别。 【答案】①敏感元件直接感受被测量；②传感元件把敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号；③两者功能不同，但结构上有时可以合为一体。 【解析】作答要抓住“直接感受”和“转换为电信号”两个功能关键词。 8. 写出传感器的基本信号转换链路。 【答案】被测量→敏感元件→传感元件→测量转换电路→有用输出信号。 【解析】方块图反映的是功能先后关系；测量转换电路位于输出前，用于调节与转换信号。 [环节6 高考模拟] 1. 某温度检测装置中，探头先随温度变化产生阻值变化，后级电桥把阻值变化转换为电压。后级电桥属于（ ）。 A. 敏感元件 B. 传感元件 C. 测量转换电路 D. 被测对象 【答案】C 【解析】电桥接收前级的电参数变化并形成便于测量的电压输出，属于测量转换电路。 2. 某转速传感器每转一周输出10个脉冲。这里描述的传感器输出形式是（ ）。 A. 电流 B. 脉冲 C. 位移 D. 温度 【答案】B 【解析】题干明确以离散脉冲个数表示转速信息。 3. 为使微弱传感器信号能够送到显示仪表，最需要增加的环节是（ ）。 A. 机械执行机构 B. 信号调节与测量转换电路 C. 被测对象 D. 外壳标签 【答案】B 【解析】微弱输出需要放大或转换后才便于传输、处理和显示。 4. 传感器输出一般为电信号，但教材定义并未把所有传感器的输出绝对限定为电信号。 【答案】正确 【解析】教材用语是“有用输出信号（一般为电信号）”，“一般”不是“全部”。 5. 只要某器件产生电压，它就一定是传感器。 【答案】错误 【解析】还必须满足感受规定被测量并按一定规律转换为有用输出信号等条件。 6. 某一体化湿度传感器从外观上看只有一个芯片，能否据此认定它没有测量转换电路？说明理由。 【答案】不能。传感器三部分按功能划分，一体化器件可能把感受、转换与信号调节功能集成在同一芯片中，外观上无法分开不等于功能不存在。 【解析】本题考查“功能组成”和“物理结构”不能机械等同。 7. 在压力检测系统中，弹性膜片受压后产生位移，位移检测元件把位移变成微弱电压，放大器再输出0～5 V。分别指出三者的功能。 【答案】弹性膜片是敏感元件；位移检测元件是传感元件；放大器是测量转换电路。 【解析】按“直接感受压力—转换成电信号—放大为标准输出”的链路逐项判断。 8. 为什么同一种被测量可以采用不同输出形式的传感器？ 【答案】输出形式由传感器工作原理和后续接口需要决定。同一被测量可通过不同转换原理形成电压、电流、频率或脉冲等信号，只要能按规律反映被测量并便于后续处理即可。 【解析】定义要求有规律地转换，并不限定同一被测量只能对应一种输出形式。 [环节7 课堂练习] 1. 传感器组成方块图中，紧接在“被测量”之后的环节通常是（ ）。 A. 敏感元件 B. 测量转换电路 C. 显示器 D. 执行机构 【答案】A 【解析】敏感元件首先直接感受被测量。 2. 下列最适合作为频率输出实例的是（ ）。 A. 输出随液位变化的4～20 mA信号 B. 输出随温度变化的0～5 V信号 C. 单位时间内输出的周期数随转速变化 D. 一次遮光只输出一个窄脉冲 【答案】C 【解析】频率用单位时间内周期变化次数表示；D强调单个脉冲事件。 3. “4～20 mA”属于（ ）输出形式。 A. 电压 B. 电流 C. 频率 D. 脉冲 【答案】B 【解析】mA是电流单位，因此属于电流输出。 4. 敏感元件的输出一定已经是适合远距离传输的标准电信号。 【答案】错误 【解析】敏感元件可能输出位移、形变或其他中间量，且信号可能微弱。 5. 放大器、电桥、振荡器和电荷放大器都可作为常见信号调节与转换电路。 【答案】正确 【解析】教材明确列出这些常见电路，并说明它们分别与相应传感器配合。 6. 把“脉冲、压力、0～10 V、温度、4～20 mA”分成被测量和输出信号两类。 【答案】被测量：压力、温度；输出信号：脉冲、0～10 V、4～20 mA。 【解析】压力和温度是待感受的物理量；其余三项是可传输处理的电信号形式。 7. 判断下列说法是否正确并改正：传感元件直接感受被测量，敏感元件负责输出电信号。 【答案】错误。应改为：敏感元件直接感受被测量；传感元件把敏感元件的输出转换为适于传输和测量的电信号。 【解析】题干把两个元件的功能颠倒了。 8. 若传感器原始输出太弱且不便直接记录，应采取什么处理？ 【答案】配置相应的测量转换电路，对原始信号进行放大或转换，使其成为便于传输、处理、记录和显示的形式。 【解析】回答须指出处理环节及目的，不能只写“换传感器”。 [环节8 课堂小结] 知识主线：规定的被测量→敏感元件直接感受→传感元件完成电转换→测量转换电路调节→输出有用信号。 组成判定方法：看功能，不只看名称和外观；三部分可分立，也可集成。 输出识别方法：用单位和波形特征区分电压、电流、频率、脉冲；复习时重点纠正敏感元件与传感元件颠倒、把“一般为电信号”绝对化等错误。 课后复习建议：先默写定义与组成方块图，再用“谁直接感受、谁完成电转换、谁调节微弱信号”检查答案，最后通过单位和波形特征判断输出形式。 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 学科网（北京）股份有限公司 $