《常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用》核心素養(yǎng)微專題常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用1．生活中的傳感器．(1)與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器．(2)紅外傳感器：自動(dòng)門(mén)、家電遙控器、生命探測(cè)器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等．(3)照相機(jī)中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等．2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器．(1)濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動(dòng)供水或停水．(2)溫度傳感器和濕度傳感器：可對(duì)上百個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測(cè)．由于有了十分先進(jìn)可靠的測(cè)試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象．3．工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器：(1)生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化．用機(jī)器人、自動(dòng)化小車、自動(dòng)機(jī)床、各種自動(dòng)生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等工作．各種傳感器使生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等．(2)在數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置，就是利用高精度位移傳感器進(jìn)行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工．4．飛向太空的傳感器：在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，傳感器應(yīng)用得較早，也應(yīng)用得較多，在運(yùn)載火箭、載人飛船中，都應(yīng)用了大量的傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用．這些傳感器對(duì)控制航天器的姿態(tài)、接收和發(fā)送信息、收集太空數(shù)據(jù)等都有重要作用．在載人飛船中還使用一類測(cè)量航天員各種生理狀況的生理傳感器，如測(cè)量血壓、心電圖、體溫等．【考題延伸】如圖所示，甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R1＝20kΩ、R2＝10kΩ、R3＝40kΩ，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，a、b端電壓Uab≤0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S閉合，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)a、b端電壓Uab＞0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度可保持在 (

)A．10℃

B．20℃

C．35℃

D．45℃【答案】C素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)：溫度傳感器一般使用的是熱敏電阻，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，在解答有關(guān)溫度傳感器的應(yīng)用問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意區(qū)分這一性質(zhì)．本題通過(guò)自動(dòng)恒溫箱原理的分析，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)思維”的素養(yǎng)．課堂小練|素養(yǎng)達(dá)成1．(多選)下列關(guān)于光傳感火災(zāi)報(bào)警器的說(shuō)法中正確的是 (

)A．發(fā)光二極管、光電三極管都是由半導(dǎo)體材料制成的B．光電三極管與光敏電阻一樣都是光敏感元件，都是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)C．發(fā)光二極管發(fā)出的是脈沖微光D．如果把擋板撤去，火災(zāi)報(bào)警器照樣工作【答案】AB【解析】發(fā)光二極管工作時(shí)是持續(xù)發(fā)光的，擋板撤去，光始終照到光電三極管上，始終發(fā)出警報(bào)，和有無(wú)火災(zāi)無(wú)關(guān)．2．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，下列屬于這類傳感器的是 (

)A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器【答案】A【解析】紅外報(bào)警器是當(dāng)有人或物通過(guò)時(shí)，將紅外線遮住從而使得光信號(hào)被遮住，光電效應(yīng)裝置無(wú)電流通過(guò)，紅外報(bào)警器則通過(guò)另外的裝置聯(lián)系一定的動(dòng)作，是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，則A選項(xiàng)正確；而B(niǎo)選項(xiàng)是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程；C選項(xiàng)是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程；D選項(xiàng)是將溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程．3．(多選)(2020年寧夏大學(xué)附屬中學(xué)月考)家用電熱滅蚊器電熱部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等導(dǎo)體材料組成的電阻器，其電阻率ρ與溫度t的關(guān)系如圖所示．由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能，若電熱滅蚊器環(huán)境溫度低于t1，以下判斷正確的是 (

)A．通電后，其電功率先增大后減小B．通電后，其電功率先減小后增大C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1或t2不變D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1～t2間的某一值不變【答案】AD【解析】從題圖線上可以看出，如果通電前PTC的溫度t＜t1，通電后由于發(fā)熱的緣故，溫度升高致使電阻率減小，發(fā)熱功率將進(jìn)一步增大，形成正反饋效應(yīng)，致使溫度大于t1，隨著溫度的升高，電阻率也增大，功率將減小，形成負(fù)反饋效應(yīng)，發(fā)熱功率的減小制約了溫度的進(jìn)一步升高．從以上分析可知，t＜t1時(shí)，溫度會(huì)升高；t1>t＞t2時(shí)，溫度會(huì)降低．故溫控點(diǎn)在t1～t2，即溫度保持在t1～t2間的某一值．故A、D正確．4．(2020年泰安檢測(cè))將如圖所示裝置安裝在沿直軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對(duì)火車運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行檢測(cè)．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點(diǎn)，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央，此時(shí)，電壓表指針指在表盤(pán)刻度中央．當(dāng)火車在水平方向有加速度時(shí)，小球在光滑絕緣桿上移動(dòng)，滑片P隨之在變阻器上移動(dòng)，電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．已知，當(dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的指針向右偏．則 (

)A．電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)B．電壓表指針向右偏，說(shuō)明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)C．電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)D．電壓表指針向左偏，說(shuō)明火車可能在向左做加速運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】因?yàn)楫?dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有向左的加速度，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，滑片P靠近變阻器C端，電壓表的指針向右偏，所以，當(dāng)滑片P靠近變阻器B端時(shí)，電壓表的指針將向左偏，此時(shí)，彈簧將處于壓縮狀態(tài)，火車具有向右的加速度，火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向左做減速運(yùn)動(dòng)，A正確，C、D錯(cuò)誤；同理可知，B錯(cuò)誤．5．(2020年福建龍海期中)辦公大樓的大門(mén)能“看到”人的到來(lái)或離開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)或關(guān)，利用的傳感器是 (

)A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．壓力傳感器【答案】B【解析】自動(dòng)門(mén)的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動(dòng)門(mén)可能出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作．自動(dòng)門(mén)實(shí)際使用的是紅外線傳感器，紅外線傳感器接收到因人運(yùn)動(dòng)反射回來(lái)的紅外線，從而感知人靠近，控制大門(mén)的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，所以是紅外傳感器．故選B.6．一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度T變化的關(guān)系如圖中實(shí)線①所示．由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大的范圍內(nèi)波動(dòng)，易損壞衣物．有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn)．“PTC”材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示．根據(jù)圖線解答：(1)為什么原處于冷態(tài)的“PTC”電熨斗剛通電時(shí)比普遍電熨斗升溫快？_________________________________________________________.(2)通電一段時(shí)間后，電熨斗溫度T自動(dòng)地穩(wěn)定在________________<T＜________________范圍之內(nèi)．【答案】(1)冷態(tài)時(shí)“PTC”材料的電阻較小，電功率較大，所以升溫快(2)T6

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