2017-2018学年高中物理第三章传感器第二节传感器的原理检测_2

第一节认识传感器第二节传感器的原理[先填空]1．定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成电信号的器件或装置．2．传感器的组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成．(1)敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的．(2)转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件．(3)转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等．3．传感器的分类(1)按被测量分类：加速度传感器、速度传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等．(2)按工作原理分类：电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压器式传感器等．(3)按能量传递方式分类：有源传感器和无源传感器．[再判断]1．传感器是一种联络传递感性的设备．(×)2．传感器是一种感知、探测物理量的工具．(×)3．传感器是将被测量的非电学量转换成电学量的器件或装置．(√)[后思考]在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的．【提示】电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等．[合作探讨]有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息．如图3­1­1所示为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图．试结合图中信息，分析讨论：图3­1­1探讨1：在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？【提示】需要五种传感器：光传感器、湿度传感器、温度传感器、气敏传感器、温敏传感器．探讨2：这些传感器的作用是什么？【提示】光传感器测光照强度，湿度传感器测空气湿度，温度传感器测空气温度，气敏传感器测二氧化碳浓度，温敏传感器测土壤温度．[核心点击]1．传感器的工作流程非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量2．几种常用传感器对比1．传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是( )【导学号：97192222】A ．将力学量(如形变量)转换成磁学量B ．将电学量转换成热学量C ．将光学量转换成电学量D ．将电学量转换成力学量【解析】 传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元件；故只有C 项正确．【答案】 C2．(多选)关于传感器的作用，下列说法正确的是( ) A ．通常的传感器可以直接用来进行自动控制 B ．传感器可以用来采集信息C ．传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量D ．传感器可以将所有感受到的信息都转换为电学量【解析】 传感器的作用主要是用来采集信息并将采集到的信息转换成便于测量的量；但并不是将其感受到的所有信息都转换为电学量．故B 、C 正确．【答案】 BC3．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )【导学号：97192113】A ．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D ．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量【解析】 传感器工作的一般流程为非电学量――→被敏感元件―――――――――→感知，然后通过转换元件――――――――――――→转换成电信号，再通过转换电路―――――――――――――――――→将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A 、B 、D 错，C 对．【答案】 C1．不同的传感器的工作原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变为电学量的变化．2．传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压．3．敏感元件只是传感器的一个关键部分，并不一定就是一个完整的传感器．[先填空]1．温度传感器的原理(1)温度传感器：将温度变化转换为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现对温度的测量．(2)热敏电阻：利用半导体材料的阻值随温度变化而变化的特性实现温度测量的，其电阻大小与温度高低有关，温度变化，电阻有明显变化．2．光电传感器的原理(1)光电传感器：将光学量变化转化为电学量变化的装置．(2)应用：路灯光电自动开关电路和红外楼道照明开关电路．(3)光敏电阻：光电传感器的敏感元件其阻值随光照的增强而减小．[再判断]1．光敏电阻受到的光照越强，电阻越小．(√)2．非接触式测温仪不用直接接触就能感知人的体温，是应用了光敏电阻作为敏感元件．(×)3．热敏电阻一定是随温度的升高其阻值增大．(×)[后思考]光敏传感器的敏感元件一定是光敏电阻吗？【提示】不一定，凡是在光照条件下电学特性随之改变的都可用作光敏传感器的敏感元件．[合作探讨]许多办公场所楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．探讨1：请分析满足上述条件的控制电路中有哪些传感器？是物理传感器还是化学传感器？【提示】接入了光传感器(光敏电阻)和声传感器(通常用微型驻极体话筒)．以上两种传感器均为物理传感器．探讨2：光敏电阻一般由什么材料组成？和电学中的一般电阻一样吗？【提示】光敏电阻一般由半导体材料做成，而电学中常见电阻一般由金属材料制成．[核心点击]1．光电传感器——光敏电阻光敏电阻一般为半导体材料做成，当半导体材料受到光照时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强．光敏电阻把光照的强弱转换为电阻大小．2．温度传感器：热敏电阻和金属电阻(1)热敏电阻指用半导体材料制成，其电阻值随温度变化发生明显变化的电阻．如图3­1­2所示为某热敏电阻的电阻——温度特性曲线．图3­1­2热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻，正温度系数的热敏电阻随温度升高，电阻增大；负温度系数的热敏电阻随温度升高，电阻减小．(2)金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为金属热电阻．热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但相比而言，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，而热敏电阻的灵敏度较好．4．(多选)用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是( )A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小【解析】根据热敏电阻的特点，温度越高电阻越小，多用表指针偏角越大，A对，B 错；由光敏电阻的特点，光照越弱，电阻越大，偏角越小，C错，D对．【答案】 AD5．如图3­1­3所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为电阻丝，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列选项中不正确的是( ) 【导学号：97192114】图3­1­3A ．电压表的示数增大B ．R 2中电流减小C ．电阻丝的功率增大D ．电路的路端电压增大【解析】 当光照强度增大时，R 3阻值减小，外电路电阻随R 3的减小而减小，干路电流增大，R 1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大；由路端电压减小，而R 1两端电压增大知，R 2两端电压必减小，则R 2中电流减小；结合干路电流增大知流过电阻丝的电流必增大，则电阻丝的功率增大，故本题选项为D.【答案】 D6．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的，如图3­1­4甲所示，电源的电动势E ＝9 V ，内阻不计，G 为灵敏电流表，内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻阻值与温度的关系如图乙所示．闭合S ，当R 的温度等于20 ℃时，电流表示数I 1＝2 mA ；当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是多少？图3­1­4【解析】 由乙图知，t ＝20 ℃时，R ＝4 k Ω 根据闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋R g代入数据得R g ＝EI－R ＝500 Ω又因I 2＝ER ′＋R g，即3.6×10－3＝9R ′＋500故R′＝2 kΩ.由乙图知t＝120 ℃.【答案】120 ℃电路中涉及热敏电阻、光敏电阻或金属热电阻时，熟记各种电阻阻值随温度变化的特点，然后依据动态电路问题的分析思路，由部分到整体再到部分进行分析.。

一、单选题2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测：第六章 传感器6.1传感器及其工作原理1. 有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是( A ．金属导体B ．绝缘体C ．半导体D ．超导体2.如图所示，截面为矩形的金属导体放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势、的关系为（）A ．B ．C ．D ．无法判断)值班室的显示器。

a 、b 之间接报警器，当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是（）3.如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R 2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R 2随温度t 变化的图线如图乙所示。

电流表为A ．I 变大，U 变大B ．I 变大，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变小，U 变小4. 如图所示，是光敏电阻，开关S 闭合后，在没有光照射时，a 、b 两点等电势；当用光照射时，则（ ）A ．的电阻变小，a 点电势高于b 点电势B ．的电阻变小，a 点电势低于b 点电势C ．的电阻变大，a 点电势高于b 点电势D ．的电阻变大，a 点电势低于b 点电势5. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c 。

流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)，图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现给流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为() A ．B ．C ．D ．电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时( )在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其6.二、多选题三、解答题A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显7. 关于干簧管，下列说法正确的是( )A ．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B ．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C ．干簧管接入电路中相当于开关的作用D ．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的8. 夜晚，楼梯上漆黑一片，但随着我们的脚步声响，楼梯灯亮了；我们登上一层楼，灯光照亮一层楼，而身后的灯则依次熄灭，这种楼梯灯好像能“听到”我们的到来，能“看见”我们的离去，之所以能如此，是因为电路中安装了光声控延时开关，探究这种开关有什么转换器件．9. 如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R 和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为R x ＝50 Ω，当继电器线圈中的电流I c 大于或等于20 mA 时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V ，内阻可不计，温度满足什么条件时，四、填空题电路右侧的小灯泡会发光？10. 如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B 的关系为，式中的比例系数k称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)．(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________．。

第三章 传感器章末总结⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成敏感元件⎩⎪⎨⎪⎧ 热敏电阻——温度传感器光敏电阻——光电传感器应用⎩⎪⎨⎪⎧ 生活中的传感器农业生产中的传感器工业生产中的传感器飞向太空的传感器用传感器制作自控装置——利用光敏电阻、热敏电阻等一、常见敏感元件的特点及应用1．光敏电阻光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强，电阻减小；光照减弱，电阻增大．2．热敏电阻热敏电阻有正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻两种，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R 2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器．当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是 ()图1A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小答案 D解析R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小．R2↓→R总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确．针对训练如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B之间的电压增大图2A．①③B．①④C．②③D．②④答案 C解析R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误．故应选C.二、传感器的应用1．传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量．(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．2．处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路．例2 如图3所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是 ( )图3A．L1灯亮B．L2灯亮C．L1、L2两灯同时亮D．L1、L2两灯都不亮答案 B解析由电路结构可以看出，当杯中的水的水位到达B时，左侧电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通，故B正确．例3 如图4甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定．电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．图4答案见解析解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大．根据题意设计的自动光控电路如图所示．控制过程是：当有光照射时，电路中电流增大，经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，电路中电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作．。

6.1 传感器及其工作原理—《课时同步君》2017-2018学年高二物理人教选修3-2一、单选题1. 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量2. 用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器3. 如图5所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时A．R1两端的电压增大B．电流表的示数变小C．小灯泡的亮度变亮D．小灯泡的亮度变暗4. 如图所示，Rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )A．环境温度变高B．环境温度变低C．环境温度不变D．都有可能5. 监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作，电键S断开时，系统仅晚上工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中A．C是“与门”，A是光敏电阻B．C是“与门”，B是光敏电阻C．C是“或门”，A是光敏电阻D．C是“或门”，B是光敏电阻6. 如图所示，R t为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是A．金属热电阻温度升高，其他条件不变B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变C．光照增强，其他条件不变D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变二、多选题7. 关于光敏电阻，下列说法正确的是A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好8. 如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，则以下判断正确的是A．电源接通后，电容C减小，反映h减小B．电源接通后，电容C减小，反映h增大C．电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小D．电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大三、填空题9.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．四、实验题10. 如图1所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I–U关系曲线图．（1）为了通过测量得到如图1所示I–U关系的完整曲线，在图2所示的a和b两个电路中应选择的是图________；（2）在图c所示的电路中，电源电压恒为9 V，当给热敏电阻加热后，电流表读数将________（填“增大”“减小”或“不变”）五、解答题11. 单位时间内通过管道截面的液体的体积称为流量，用Q表示，其单位为m3/s．如图为电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆柱形管道外加一匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，当管中导电液（含有正、负离子）流过此区域时，可测得管壁上a、b两点间的电势差为U，根据计算可以求出流量Q．（1）电磁流量计为一个传感器，它可以将流速信号转化为电信号，试判断a、b两点电势的高低．（2）设管道的直径为D，试用学过的知识推导流量Q 的表达式．。

课时跟踪检测（十二） 传感器及其工作原理1．光传感器的作用是( )A ．利用光敏电阻将光信号转化为电信号B ．利用光敏电阻将电信号转化为光信号C ．利用光敏电阻将光信号与电信号互相转化D ．以上说法都不正确解析：选A 光传感器是利用光信号的强弱对应电阻不同而实现把光信号转化为电信号的。

2．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )A ．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D ．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：选C 传感器工作的一般流程为非电学量――→(被)敏感元件―――――――→(感知，然后通过)转换元件――――――――――→(转换成电信号，再通过)转换电路――――――――――――――――→(将此信号转换成易于传输或测量的)电学量，因此A 、B 、D 错，C 对。

3．关于光敏电阻，下列说法正确的是( )A ．受到的光照越强，电阻越小B ．受到的光照越弱，电阻越小C ．它的电阻与光照强度无关D ．以上说法都不正确解析：选A 光敏电阻是由半导体材料做成的，光照射到光敏电阻上使载流子增多，导电能力增强，电阻变小，因此光照强度越大，电阻越小。

4．有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( )A ．金属导体B ．光敏电阻C ．NTC 热敏电阻D ．PTC 热敏电阻 解析：选C 金属导体电阻一般随温度升高而增大，光敏电阻是随光照强度的增大而减小，PTC 热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有NTC 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，C 对，A 、B 、D 错。

5．(多选)下列说法正确的是( )A ．传感器担负着信息采集的任务B ．干簧管是一种能够感知磁场的传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析：选ABD传感器的任务就是采集信息，A对；干簧管的主要构造是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的，它靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触，B对；由传感器的定义知D对。

传感器及其工作原理知识元常见传感器的工作原理知识讲解传感器的工作原理1．概念：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。

2．组成：一般由敏感元件、转换元件、转换电路三个部分组成。

敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。

转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。

转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等。

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．工作流程：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。

例题精讲常见传感器的工作原理例1.传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件。

如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏例2.关于传感器，下列说法正确的是（）A．霍尔元件能把光学量转化为电学量B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件例3.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况。

高中物理第三章传感器第一、二节认识传感器传感器的原理自我小测（含解析）粤教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第三章传感器第一、二节认识传感器传感器的原理自我小测（含解析）粤教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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认识传感器传感器的原理一、单项选择题1．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡,当温度降低时（）．A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱2．如下图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后,在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( ）．A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势3．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路．当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是（）．①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生④若电流表有示数，说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化A．②④ B．①④ C．①⑤ D．③⑤二、双项选择题4．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如下图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（）．A．置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻5．传感器是一种采集信息的重要器件．如下图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变,引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么( ）．A．当F向上压膜片电极时,电容将减小B．当F向上压膜片电极时，电容将增大C．若电流计有示数，则压力F发生变化D．若电流计有示数，则压力F不发生变化6．在自动恒温装置中,某种半导体材料的电阻率与温度的关系如下图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功能，据此完成下列问题．(1）通电前材料温度低于t1，通电后，电压保持不变，它的功率（）．A．先增大后减小B．先减小后增大C．达到某一温度后功率不变D．功率一直在变化（2）当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（）．A．t1B．t2C．t1~t2的某一值上D．大于t1的某一值上三、非选择题7．如下图所示,是两种电感式微小位移传感器的原理图，图甲中，1是待测物体,2是可平移的软铁芯，3是固定的软铁芯,2、3之间的空气间隙随着物体的位移改变,铁芯3上有线圈4．乙图中3是空心线圈，1是待测物体，软铁芯2插在线圈3中并且随着物体1在线圈中平移．说明它们的工作原理．8．一热敏电阻阻值随温度变化的图象如实验图甲所示．请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路．当温度高于某一值后红色指示灯亮．而温度低于这一值时绿色指示灯亮．给你的器材有如实验图乙所示的继电器一只(a、b为常闭触点，c、d为常开触点)、热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干等．并且请说明滑动变阻器的作用．参考答案1．答案:C解析：R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小,灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C项正确，其余各项均错．2.答案：A解析:当用光照射R3时，R3的电阻值减小，通过R3和R4的电流增大，R3的电压降减小,R4的电压降增加，a点电势高于b点电势．3。