1．傳感器及其工作原理一、什么是傳感器1．定義：感受

量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為

量，或轉(zhuǎn)換為電路的

的一類元件．2．工作原理非電學(xué)電學(xué)通斷二、光敏電阻1．特點(diǎn)：電阻值隨光照增強(qiáng)而 ．2．原因分析：光敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，無(wú)光照時(shí)，載流子

，導(dǎo)電性能

；隨著光照的增強(qiáng)，載流子

，導(dǎo)電性 ．3．作用：把

這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為

這個(gè)電學(xué)量．減小極少不好增多變好光照強(qiáng)弱電阻三、熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻金屬熱電阻

特點(diǎn)電阻率隨溫度升高而

電阻率隨溫度升高而

制作材料

優(yōu)點(diǎn)靈敏度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大作用將

這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為

這個(gè)電學(xué)量減小增大氧化錳鉑溫度電阻四、霍爾元件1．組成：在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體薄片上，制作4個(gè)電極E、F、M、N，就成為一個(gè)霍爾元件．2．原理：E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B時(shí)，薄片中的載流子就在

的作用下，向著與電流和

都垂直的方向漂移，使M、N間出現(xiàn)

(如下圖)．洛倫茲力磁場(chǎng)電壓3．霍爾電壓：UH＝

，d為薄片厚度，k為霍爾系數(shù)．一個(gè)霍爾元件的d、k為定值，若保持I恒定，則UH的變化就與B成 ．4．作用：把

這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為

這個(gè)電學(xué)量.正比磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓一、傳感器的工作原理及種類1．傳感器的構(gòu)造傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成．(1)敏感元件的作用：利用各種物理、化學(xué)、生物效應(yīng)等原理制成，感受被測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量成一定關(guān)系的易于測(cè)量的物理量．(2)轉(zhuǎn)換元件的作用：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出．(3)轉(zhuǎn)換電路的作用：將轉(zhuǎn)換元件輸出的微弱電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電學(xué)量．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過(guò)放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作．傳感器工作原理如下所示：3．傳感器是如何分類的？傳感器可按下列三種不同的方法進(jìn)行分類：(1)按被測(cè)量分類：加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、負(fù)荷傳感器、扭矩傳感器；(2)按工作原理分類：電阻應(yīng)變式、壓變式、電容式、渦流式、動(dòng)圈式、磁電式、差動(dòng)變壓器式等；(3)按能量傳遞方式分類：有源傳感器和無(wú)源傳感器兩大類．

為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與電燈的控制電路相接．當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為_(kāi)_______傳感器，它輸入的是________信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是________信號(hào)．答案：

聲聲音電二、對(duì)霍爾元件的認(rèn)識(shí)1．霍爾元件2．霍爾效應(yīng)的原理外部磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場(chǎng)；橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板左右兩側(cè)會(huì)形成穩(wěn)定的電壓．3．霍爾電壓(1)其中k為比例系數(shù)，稱為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)．(2)一個(gè)霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比，因此霍爾元件又稱磁敏元件．

如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況．以下說(shuō)法中正確的是(

)A．將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近 霍爾元件的工作面時(shí)，UH將變大B．在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)， 霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C．在測(cè)定地球赤道上磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化解析：答案：

ABD

選項(xiàng)個(gè)性分析綜合點(diǎn)評(píng)A正確磁體的一個(gè)磁極靠近霍爾元件工作面時(shí)，B增強(qiáng)，由UH＝k知，UH將變大霍爾電壓穩(wěn)定時(shí)，載流子所受靜電力和洛倫茲力平衡B正確兩極附近的磁場(chǎng)可看成與地面垂直，所以工作面應(yīng)保持水平C錯(cuò)誤赤道處磁場(chǎng)可看成與地面平行，所以工作面應(yīng)保持豎直D正確若磁場(chǎng)與工作面夾角為θ，則應(yīng)有qvBsinθ＝q，可見(jiàn)θ變化時(shí)，UH將變化三、干簧管和干簧繼電器的特點(diǎn)是什么？普通干簧管內(nèi)有兩個(gè)簧片，是用有彈性的軟磁合金材料制成的，它們密封在玻璃管中，成為一組常開(kāi)型觸點(diǎn)．管中充入惰性氣體(如氮?dú)?來(lái)防止觸點(diǎn)被氧化．小型干簧管價(jià)格約為1元．條形永磁體必須按照?qǐng)D甲所示的方位靠近干簧管，才能使簧片得到最好的磁化，導(dǎo)致兩個(gè)簧片相對(duì)的部分形成相反的磁極而吸合．圖中虛線為磁感線．如圖乙所示，如果將干簧管H放入一個(gè)螺線管L中，兩者就組合成為干簧繼電器．當(dāng)螺線管中通入電流時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就使干簧管中簧片被磁化而吸合．干簧繼電器的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、靈敏(螺線管匝數(shù)很多時(shí)，通入幾毫安的電流就能使簧片吸合)、簧片能夠快速動(dòng)作、觸點(diǎn)的壽命長(zhǎng)．

關(guān)于干簧管，下列說(shuō)法正確的是(

)A．干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C．干簧管接入電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用D．干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的解析：

干簧管能感知磁場(chǎng)，是因?yàn)閮蓚€(gè)簧片由軟磁性材料制成，當(dāng)周圍存在磁場(chǎng)時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，就會(huì)相互吸引，可當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)使用，作為控制元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，選C、D.答案：

CD

◎

教材資料分析〔說(shuō)一說(shuō)〕——教材P54如下圖所示，當(dāng)被測(cè)物體在左右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)．如果測(cè)出了電容的變化，就能知道物體位置的變化．用什么方法可以檢測(cè)電容的變化？【點(diǎn)撥】

給電容器帶上一定的電荷量，然后用靜電計(jì)檢測(cè)兩極板間電勢(shì)差的變化．可判斷電容的變化.

解析：

R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò)．答案：

C【反思總結(jié)】解此類問(wèn)題時(shí)，R2相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器．要把R2與金屬熱電阻區(qū)別開(kāi)．解析：

若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值最大，所以電流減小，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，電阻Rt溫度升高，電阻值減小，電流增大，指針向右偏．答案：

左右解析：

當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A正確，D錯(cuò)誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大可知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B正確；結(jié)合干路電流增大可知流過(guò)小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大．故正確答案為ABC.答案：

ABC解析：

歐姆表的表盤(pán)刻度最右邊是0，最左邊是無(wú)窮大．將RG包裹起來(lái)，光照變?nèi)?，光敏電阻阻值增大，指針向左偏轉(zhuǎn)；用手電筒照射RG時(shí)，光照變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，指針向右偏轉(zhuǎn)．答案：

左右電容式傳感器研究電容式傳感器的工作原理時(shí)，要注意：(1)了解傳感器的基本構(gòu)造；(2)等效平行板電容器；(3)分析影響因素的變化；(4)分析相關(guān)因素與電容變化的關(guān)系．解析：

圖甲是測(cè)定角度的電容式傳感器，其原理是當(dāng)動(dòng)金屬片旋進(jìn)的角度不同時(shí)，電容的正對(duì)面積不同，電容C不同．圖乙是測(cè)量液體深度的電容式傳感器，其原理是導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板，當(dāng)液體深度發(fā)生改變時(shí)，相當(dāng)于電容器兩極板的正對(duì)面積發(fā)生改變，電容C也隨之改變．圖丙是測(cè)量壓力的電容式傳感器，其原理是當(dāng)作用在可動(dòng)電極上的壓力改變時(shí)，金屬片發(fā)生形變，兩極板的距離發(fā)生改變，電容C也發(fā)生改變．圖丁是測(cè)量位移的電容式傳感器，其原理是電介質(zhì)板和物體固定在一起，當(dāng)物體發(fā)生一小段位移時(shí)，插入兩極板間的電介質(zhì)的長(zhǎng)度發(fā)生變化，導(dǎo)致電容C發(fā)生變化．C．圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高解析：

熱敏電阻的圖線是非線性的，即圖線2，A錯(cuò)誤，熱敏電阻由半導(dǎo)體制成，B對(duì)，半導(dǎo)體材料化學(xué)穩(wěn)定性差，測(cè)溫范圍小，靈敏度高．D正確．圖1顯然穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度低，C錯(cuò)誤．答案：

BD解析：

燈泡L的亮度變暗，說(shuō)明Rt的阻值增大，即周圍環(huán)境的溫度變低．答案：

B解析：

霍爾效應(yīng)形成的原因是因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中受到洛倫茲力作用，做定向移動(dòng)形成的，根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向N板運(yùn)動(dòng)，則M板剩下正電荷，所以φM>φN.故正確答案為A.答案：

A4．如下圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開(kāi)關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是________，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是________．A．小燈泡的電阻發(fā)生了變化B．小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C．電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D．電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化解析：

電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻也增大，電路中電流減小，根據(jù)P＝I2R知，小燈泡的實(shí)際功率減小，所以變暗．答案：