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1、
第三章 傳感器
章末總結(jié)
一、常見敏感元件的特點及應(yīng)用
1.光敏電阻
光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化,光照增強,電阻減??;光照減弱,電阻增大.
2.熱敏電阻
熱敏電阻有正溫度系數(shù)熱敏電阻、負溫度系數(shù)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,負溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減?。?
例1 如圖1所示是一火警報警器的部分電路示意圖.其中R2為用半導(dǎo)體負溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器,電流表為值班室的顯示器,a、b之間接報警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是 ( )
圖1
A.I變大,U變大 B
2、.I變大,U變小
C.I變小,U變大 D.I變小,U變小
答案 D
解析 R2所在處出現(xiàn)火情時,溫度升高,則R2的阻值減?。甊2↓→R總↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓,故顯示器的電流I變小,由U=E-I干r,I干變大,知U變小,故選項D正確.
針對訓(xùn)練 如圖2所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置,R1為光敏電阻,R2為定值電阻,A、B接監(jiān)控裝置.則( )
①當(dāng)有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電壓增大?、诋?dāng)有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電壓減小?、郛?dāng)僅增大R2的阻值時,A、B之間的電壓增大 ④當(dāng)僅減小R2的阻值時,A、B之間的電壓增大
圖2
A.①③ B.①
3、④
C.②③ D.②④
答案 C
解析 R1是光敏電阻,有光照射時,阻值變小,當(dāng)有人通過而遮蔽光線時,R1的阻值變大,回路中的電流I減小,A、B間的電壓U=IR2減小,故①錯誤,②正確;由閉合電路歐姆定律得:U=E-I(R1+r),當(dāng)僅增大R2的阻值時,電路中的電流減小,A、B間的電壓U增大,故③正確;當(dāng)僅減小R2的阻值時,電路中的電流增大,A、B間的電壓U減小,故④錯誤.故應(yīng)選C.
二、傳感器的應(yīng)用
1.傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié):感、傳、用.
(1)“感”是指傳感器的敏感元件感應(yīng)信息,并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量.
(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機
4、構(gòu).
(3)“用”是指執(zhí)行機構(gòu)利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作.
2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計問題時,可將整個電路分解為:
(1)傳感器所在的信息采集部分;
(2)轉(zhuǎn)化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關(guān));
(3)執(zhí)行電路.
例2 如圖3所示是一種水位自動報警器的原理示意圖,當(dāng)杯中的水的水位到達金屬塊B時,出現(xiàn)的情況是 ( )
圖3
A.L1燈亮 B.L2燈亮
C.L1、L2兩燈同時亮 D.L1、L2兩燈都不亮
答案 B
解析 由電路結(jié)構(gòu)可以看出,當(dāng)杯中的水的水位到達B時,左側(cè)電路被接通,這樣螺線管就產(chǎn)生磁場,相當(dāng)于一個磁鐵,對與彈簧相連的
5、銜鐵產(chǎn)生吸引作用,使之向下移動,這樣L2電路被接通,故B正確.
例3 如圖4甲所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路,電源電壓恒定.電流表內(nèi)阻不計,開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強,測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖乙所示,試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路.
圖4
答案 見解析
解析 由光敏電阻的特性曲線可以看出,當(dāng)入射光增強時,光敏電阻的阻值減小,通過光敏電阻的電流增大.根據(jù)題意設(shè)計的自動光控電路如圖所示.控制過程是:當(dāng)有光照射時,電路中電流增大,經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流,驅(qū)動電磁繼電器吸引銜鐵使兩個觸點斷開,當(dāng)無光照射時,電路中電流減小,放大器輸出電流減小,電磁繼電器釋放銜鐵,使兩個觸點閉合,控制電路接通,燈開始工作.
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