专题四 气敏、湿敏电阻传感器（教案）-山东省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测.docxVIP

专题四气敏、湿敏电阻传感器（教案）-《传感器及应用》高教版-专题复习讲练测

[考纲要求]

1.理解并掌握气敏电阻传感器、湿敏电阻传感器和差动变压器式传感器的工作原理。

2.能够解释和应用这些传感器在实际中的典型应用，如烟雾报警器的制作与调试。

3.掌握传感器的基本特性，如灵敏度、线性范围以及测量转换电路。

4.能够综合运用所学知识解决相关实际问题。

[课时安排]

2课时

[知识梳理]

重点一气敏电阻传感器

气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器，它的传感元件是气敏电阻。气敏电阻一般是用SnO2、ZnO2或Fe2O3等金属氧化物粉料并加人少量催化剂及添加剂，按一定比例绕结而成的半导体器件。

表2-5是几种常用MQN型气敏半导体器件的主要特性，它们用来测量可燃性气体。图2-18是MQN型气敏电阻的外形、结构及测量电路。

重点二湿敏电阻传感器

湿度的检测与控制在现代科研、生产、生活中的地位越来越重要。例如，许多储物仓库在湿度超过某一程度时，物品易发生变质或霉变现象;居室的湿度希望适中;而纺织厂要求车间的相对湿度保持在(6075)%;在农业生产中的温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测和控制。湿度有绝对湿度和相对湿度之分。检测湿度的手段很多，如毛发湿度计、干湿球湿度计、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等.图2-19是陶瓷湿敏电阻传感器的结构、外形及测量转换电路框图，它主要用于测量空气的相对湿度。

重点三电感式传感器简述

(1)电感式传感器具有结构简单、分辨率好和测量精度高等一系列优点。它的主要缺点是响应较慢，不宜作快速动态测量。它应用很广，可用来测量位移、压力、振动等参数。

(2)电感式传感器可分为自感式、互感式、电涡流式三大类。自感式传感器是把被测量转换为线圈的自感变化;互感式传感器是把被测量转换为线圈间的互感变化，传感器本身是一个变压器:电涡流式传感器是把被测量转换为线圈的阻抗变化。人们习惯上讲的电感式传感器通常是指自感式传感器，而互感式传感器由于利用了变压器原理，又往往做成差动形式，故常称为差动变压器式传感器。

重点四差动变压器式传感器的工作原理

差动变压器的结构原理如图2-22所示，它主要由一个线框和一个铁心组成。在线框上绕有一组初级线圈作输人线圈(或称一次线圈)。在同一线框上另绕两组完全对称的次级线圈作输出线圈(或称二次线圈)，它们反向串联组成差动输出形式。理想差动变压器的原理如图2-23所示。

重点五差动变压器式传感器的基本特性

1.灵敏度

差动变压器的灵敏度是指差动变压器在单位电压励磁下，铁心移动一单位距离时的输出电压:以mV/(mm·V)表示。一般差动变压器的灵做度大于50mV/(mm·V)。影响灵敏度的因素有:电源电压和频率，差动变压器一、二次线圈的匝数比，衔铁直径与长度、材料质量，环境温度，负载电阻等。

2.线性范围

理想的差动变压器输出电压应与衔铁位移成线性关系，实际上由于衔铁的直径、长度、材质和线圈骨架的形状、大小的不同等均对线性有直接影响。差动变压器一般线性范围约为线圈骨架长度的1/10~1/4。由于差动变压器中间部分磁场是均匀的且较强，所以只有中间部分线性较好。

[真题练讲]

1.(2020年山东省统一考试)气敏电阻传感器的基本原理是什么？

A.电阻随温度变化

B.电阻随湿度变化

C.电阻随气体浓度变化

D.电阻随光照强度变化

答案：C

解析：气敏电阻传感器通过电阻随气体浓度的变化来检测特定气体的存在和浓度变化。

2.(2018年河南省统一考试)湿敏电阻传感器主要用于检测哪种环境参数？

A.温度

B.湿度

C.气压

D.光照强度

答案：B

解析：湿敏电阻传感器用于检测环境中的湿度，电阻会随湿度变化。

3.(2019年湖南省统一考试)制作气敏传感器烟雾报警器时，选择元件时主要考虑以下哪一项？

A.工作电压和灵敏度

B.工作电流和温度范围

C.功耗和体积

D.耐久性和成本

答案：A

解析：在制作烟雾报警器时，气敏传感器的工作电压和灵敏度是关键参数，因为它们决定了传感器的性能和检测精度。

4.(2022年山东省统一考试)关于电感式传感器，下列哪一项描述是正确的？

A.它的灵敏度与气体浓度成正比

B.它的工作原理基于电感量随湿度变化

C.它用于检测物体的位移或振动

D.它主要用于测量温度

答案：C

解析：电感式传感器用于检测物体的位移或振动，其工作原理基于电感量随位置变化。

5.(2020年山东省统一考试)差动变压器式传感器的基本特性包括哪两项？

A.灵敏度和响应速度

B.灵敏度和线性范围

C.线性范围和功耗

D.响应速度和温度范围

答案