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学案50传感器的简单使用
一、概念规律题组
1.关于传感器的下列说法正确的是()
A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D.以上说法都不正确
2.下列说法中正确的是()
A.话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将电信号转换为声信号
B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器,因为温度越高,它的电阻值越大
3.在如图1所示的电路中,
图1
电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与LED相距不远,下列说法正确的是()
A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大
B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小
C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变
D.无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变
4.如图2所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明()
图2
A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大
B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小
C.半导体材料温度升高时,导电性能变差
D.半导体材料温度升高时,导电性能变好
二、思想方法题组
5.(广东单科高考)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性,现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图3(a)的实物图上连线.
(a)(b)
图3
(2)实验的主要步骤:
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图(b)的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R=________+________t(Ω)(保留3位有效数字).
6.如图4所示,图甲为热敏电阻的R—t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100Ω.当线圈的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V,内阻可以不计.图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.问:
图4
(1)应该把恒温箱内的加热器接在__________(填“A、B端”或“C、D端”).
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.
一、传感器的工作原理
1.概念:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置,叫传感器.
2.组成:一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成.
3.原理:通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量.例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号.
4.流程:
5.类别:最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成,它感受被测量时,直接输出电学量,如热电偶.有的传感器由敏感元件和转换器件组成,设有转换电路,如光电池、光电管等;有的传感器,转换电路不止一个,要经过若干次转换.
6.传感器的分类:目前对传感器尚无一个统一的分类方法,常用的分类方法有两个:
(1)按输入量分类,如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时,相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器.
(2)按传感器的工作原理分类,可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等.
7.传感器的元件:制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等.
例1如图5甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化.若Q随时间t的变化关系为Q=eq\f(b,t+a)(a、b为大于零的常数),其图象如图乙所示,那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是()
图5
A.①和③ B.①和④
C.②和③ D.②和④
[规范思维]
[针对训练1]如图6所示是电饭锅的结构,试回答下列问题:
图6
(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮?手松开后这个按钮是否
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