《傳感器》構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)歸納專題小結(jié)專題

傳感器及常見敏感元件1．傳感器：傳感器是能夠把易感受的力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為容易進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制的電壓、電流等電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路通斷的一類元件．原理如下所示：2．光敏電阻：光敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的，其特點是在被光照射時電阻會發(fā)生變化，光照增強電阻減小，光照減弱電阻增大，其作用是把光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量．3．熱敏電阻和金屬熱電阻：金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大．其特點是化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差．熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的，其電阻率對溫度非常敏感．熱敏電阻有正溫度系數(shù)(PTC熱敏電阻)、負(fù)溫度系數(shù)(NTC熱敏電阻)兩種．正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減?。饘贌犭娮韬蜔崦綦娮瓒寄馨褵釋W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量．例1如圖甲所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖．(1)為了通過測量得到如圖甲所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖乙(a)和(b)兩個電路中應(yīng)選擇的是________________；簡要說明理由：

________________________.(電源電動勢為9V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0～100Ω)

(2)在圖丙所示電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1＝250Ω.由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為________V；電阻R2的阻值為________Ω(保留一位小數(shù))．(3)舉出一個可以應(yīng)用熱敏電阻的例子．答案：(1)(a)電路電壓可從0調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大(2)5.3

108.8(108.6～109.0均可)

(3)恒溫箱，自動孵化器，熱敏溫度計等規(guī)律總結(jié)：應(yīng)明確變阻器滿足以下條件時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法：①實驗要求電流或電壓從零開始調(diào)節(jié)或?qū)嶒炓箅娏髡{(diào)節(jié)范圍足夠大；②當(dāng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻時．專題

傳感器在實際問題中的應(yīng)用以傳感器為橋梁可以將多方面的物理知識整合在一起，在實際問題中既可以直接考查傳感器知識，也可以考查敏感元件的敏感特性，幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識，如表：傳感器種類敏感元件與之相聯(lián)系的物理知識光電傳感器光敏電阻直流電路動態(tài)分析溫度傳感器熱敏電阻直流電路問題力傳感器壓敏電阻力學(xué)、運動學(xué)與直流電路電容傳感器電容器力、運動與含電容電路例2

(2020年廣東七校聯(lián)考)材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)可以測量壓力大?。魣D甲為某壓敏電阻在室溫下的電阻—壓力特性曲線，其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值．為了測量壓力F，需先測量壓敏電阻處于壓力中的電阻值RF.請按要求完成下列實驗．(1)設(shè)計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框中畫出實驗電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測壓力大小約為0.4×102N～0.8×102N，不考慮壓力對電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如下：A．壓敏電阻，無壓力時阻值R0＝6000ΩB．滑動變阻器R，最大阻值為200ΩC．電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30ΩD．電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩE．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻很小F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)正確接線后，將壓敏電阻置于待測壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________V.(3)此時壓敏電阻的阻值為________Ω；結(jié)合圖甲可知待測壓力的大小F＝________N．(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)分析：(1)分析給出的滑動變阻器以及待測電阻的阻值關(guān)系，即可明確滑動變阻器以及電流表的接法；(2)根據(jù)電壓表量程以及最小分度可求得電壓表的讀數(shù)；(3)根據(jù)歐姆定律可求得電阻，再根據(jù)圖甲數(shù)據(jù)可求得壓力大?。馕觯?1)根據(jù)題述對實驗電路的要求，應(yīng)該采用分壓式接法、電流表內(nèi)接的電路，原理圖如圖所示．答案：(1)見解析圖(2)2.00