第三章 温度传感器 3.2

温度传感器的设计与研究温度传感器的设计与研究引言：随着科技的飞速发展，温度传感器在日常生活以及工业领域扮演着越来越重要的角色。

温度传感器是一种用来测量环境温度的设备，其设计和研究对于准确监测和控制温度具有至关重要的意义。

本文将介绍温度传感器的基本原理、常见设计和研究方法，并探讨其在不同领域中的应用。

一、温度传感器的基本原理1.1 热敏电阻（RTD）传感器热敏电阻利用材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行温度的测量。

常见的材料有铂、镍等，其电阻随温度的变化呈现出一定的线性规律。

通过测量电阻的变化，便能够得知环境温度。

1.2 热电偶传感器热电偶是利用两种不同金属的热电效应原理来测量温度的传感器。

原理是两种金属在不同温度下形成电势差，利用该电势差可以计算出温度差，从而测量温度。

热电偶具有较高的测量精度和较广的测量范围，而且具有抗干扰能力强等特点，在工业领域得到广泛应用。

1.3 半导体温度传感器半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻、电压或电流随温度的变化而变化来测量温度的传感器。

由于半导体材料的导电性与温度呈线性关系，因此可以利用半导体温度传感器来进行温度的测量。

二、温度传感器的设计与研究方法2.1 传感元件的选择在温度传感器的设计与研究中，首先需要选择适合的传感元件。

根据实际应用需求和测量范围等因素，选择合适的传感元件，如热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器。

2.2 电路设计温度传感器常常需要与电路进行配合使用，因此需要进行电路设计。

电路设计的目的是将传感元件的输出信号转化为可读取和处理的电压或电流信号。

根据传感元件的特性和具体要求，设计相应的放大、滤波和线性化电路等，以确保测量结果的准确性和稳定性。

2.3 系统校准在温度传感器的设计和研究中，系统校准是不可或缺的步骤。

校准的目的是消除传感器本身和测量系统的误差，提高测量的准确性和可靠性。

常见的校准方法包括通过比较标准温度传感器进行修正、使用温度标准设备进行校准和定期检验等。

3.1 传感器§3.2温度传感器和光传感器班级姓名小组【学习目标】1．知道传感器的概念、结构及工作原理．2．了解传感器的分类情况及热敏电阻的特性．3．知道温度传感器的原理，了解温度传感器在生活中的应用．4．知道光电传感器的原理，了解光电传感器在生活中的应用．【重点难点】1.传感器的基本原理及其构造．2．利用实验研究热敏电阻的温度特性曲线．【导学流程】一、了解感知回顾旧知1、回顾前面所学的电路公式？2、什么是与门？什么是非门？二、深入学习（一）、传感器1．定义：传感器通常是把被测的____信息，按一定规律转换成与之对应的___信息的器件或装置．2．传感器的组成（1）构成：一般由_________和_________组成，如图所示．（2）各部分的作用：(1)敏感元件：能直接感受非电信息，并将这些信息变成易测量的______的元件，例如：光传感器：把_____转化成电信息；声传感器：把_____转化成电信息；温度传感器：把_____转化成电信息。

(2)处理电路：能把微小的信号进行_____，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的_______（二）、敏感元件的原理1．敏感元件按原理的分类：（1）物理类：基于___、____、____、_____和_____等物理效应。

（2）化学类：基于_________的原理。

（3）生物类：基于___、_____和____等分子识别功能。

2．关于热敏电阻特性的实验设计：（1）实验器材：热敏电阻、多用电表、烧杯（备用冷、热水）、温度计、铁架台。

（2）实验步骤：①如图所示，将一热敏电阻连入电路中，用多用电表的欧姆挡测其电阻，记录温度、电阻值。

②将热敏电阻放入装有少量冷水并插入有温度计的烧杯中，记录温度和电阻值。

③再分几次向烧杯中倒入热水，观察不同温度下热敏电阻的阻值。

把测量到的温度、电阻值填入下表中④在坐标纸上，粗略描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的R－t图线。

基于单片机的智能温度测量系统设计摘要传统检测温度的方法是用模拟温度传感器。

信号经取样、放大后通过模数转换，再交给单片机处理。

这种方法经过众多器件，易受干扰、不易控制且精度不高。

本文介绍了一种基于单片机的智能温度测量系统，系统主要通过对单总线可编程温度传感器DS18B20的特性及其工作原理进行了分析、研究，显示模块由两位一体的共阳数码管和两个9012组成。

并以AT89C51单片机为开发平台，通过相应的软、硬件设计开发出具有实用价值的智能温度测量系统。

该测温系统能取得并显示8点的温度数据，可直接应用在一些需要测量温度的场合。

本设计的多点温度测量系统由单片机、温度传感器、显示电路、报警电路、通信模块共5个模块组成。

本文对以上五个部分的软硬件设计作了详细的阐述，介绍了核心芯片的选型，外围电路的连接，芯片与芯片之间的连接电路，程序设计方法和相应的软件程序。

本系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。

关键词：单片机，温度传感器，共阳数码管AbstractTraditional testing temperature method is to use simulated temperature sensor. Signal by sampling, amplification, then delivered by frequency-field SCM processing. This method after numerous device, easy interference, not easy to control and the precision is not high. This paper introduces a kind of intelligent temperature measurement based on single-chip microcomputer system, mainly through single bus programmable temperature sensor DS18B20 characteristic and work principle are studied and the display module consists of two one of Yang digital tubes and two 9012 composition. And with AT89C51 for development platform, and through the corresponding software and hardware design develop practical intelligent temperature measuring system. The temperature measuring system can obtain and display the 8 o 'clock temperature data, which can be directly applied in some requires measuring temperature occasion. This design of multi-point temperature measuring system by single-chip microcomputer, temperature sensors, display circuit, alarm circuit, communication module totally 5 module. In this paper, the design of the software and hardware above five parts for detail, introduces the core chip periphery, circuit connection, chip and cmos circuit connection between, program design method and the corresponding software programs. This system structure is simple, strong anti-jamming capability, suitable for a harsh environment temperature measurement on the site, have broad application prospect.Keywords: single-chip microcomputer, temperature sensor, Total Yang digital tube第1章绪论1.1 课题的研究背景及意义温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

第三章第2节：温度传感器和光传感器【教学过程】 一、引入新课上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。

请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器?学生思考后回答:电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们都是传感器。

这节课我们继续来学习一些传感器的应用 二、进行新课1、温度传感器-—电饭锅电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下,具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时,就失去了磁性，不能被磁体吸引了。

我们把103℃就叫做该材料的居里温度或居里点。

师：阅读教材开头几段，然后合上书。

问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体,使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象?手动开关接线螺丝永磁铁电热板 内胆底 转轴感温铁氧体生：随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到103℃以上时,铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了思考与讨论:（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会恢复到图示的状态？为什么？（2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度?为什么？（3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作?（4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电?生1：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态.生2：水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。

生3：饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高,当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离,切断电源，从而停止加热．生4:如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变,温度低于“居里点103℃",电饭锅不能自动断电。

只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。

2．温度传感器的应用——测温仪应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。

3.1 传感器§3.2温度传感器和光传感器时间40分钟分值100分班级：_______ _____组_____号姓名：______________ 分数：_____________ 一、选择题（每小题11分，共88分）1．【伍度平】利用半导体材料可以制成( )A．标准电阻 B．热敏电阻 C．光敏电阻D．温度报警器2．【伍度平】关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是( )A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求3．【伍度平】关于传感器的下列说法正确的是( )A．所有传感器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4．【周经伟】街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A．压敏性 B．光敏性 C．热敏性D．三种特性都利用5．【周经伟】传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A．生物传感器 B．红外传感器 C．温度传感器 D．压力传感器6. 【王永华】如图是观察电阻随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显7. 【周经伟】如图所示，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R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8．【周经伟】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9．【王永华】如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用半导体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R2所在处出现火情时，显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是( )A．I2变大，U变大B．I2变小，U变小C．I2变小，U变大D．I2变大，U变小10．【王永华】(2011年武汉外国语学校检测)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．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 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，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )A．60 ℃ B．80 ℃C．100 ℃ D．120 ℃11．【王永华】电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不．正确的是( )A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度二、非选择题(12分)12．【王永华】按如图所示连接好电路，闭合开关S，发现小灯泡不亮，原因是________；用电吹风对热敏电阻吹风，会发现小灯泡________，原因是________；停止吹风，会发现________；把热敏电阻放入冷水中会发现________．附加题11．【王永华】热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。

学案1 传感器温度传感器和光传感器[目标定位] 1.知道传感器的定义，理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理．一、传感器[问题设计]在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利．如马路上的路灯夜晚发光，白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当你离开时它会自动关闭；电冰箱启动后，会自动控制压缩机工作，使冰箱内保持所设定的低温……，这其中的“机关”是什么？答案在这些电路中分别安装了不同的传感器．[要点提炼]1．定义：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置．电信息2．传感器的结构――→敏感元件→处理电路――→3．敏感元件能直接感受非电信息，并把其变换成易于测量的物理量，形成电信号．常见的敏感元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等．4．处理电路能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量．二、敏感元件的原理[问题设计]1. 如图1所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R t上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？图1答案由于酒精蒸发，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻R t，电阻R t温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．2．如图2所示连接电路，把磁铁靠近或远离干簧管，观察电路中所发生的现象．你认为干簧管起了什么作用？图2答案把磁铁靠近干簧管时，簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁．当磁力大于簧片的弹力时，两者紧密地接触，电路连通，灯亮．因此，干簧管串联在电路中就成为一个由磁场控制的开关．[要点提炼]1．热敏电阻是用半导体材料制成的，它具有电阻随温度灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量．2．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件，在电路中的作用就是一个由磁场控制的开关．三、温度传感器[问题设计]如图3所示为电熨斗的构造，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属．图3(1)常温下，电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？答案(1)常温时，电熨斗的上、下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热．当温度过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀的厉害，双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热．(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使调温旋钮下旋．反之，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使调温旋钮上旋．[要点提炼]1．热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后组成．它对温度的感知表现为热双金属片的形变，可以用它控制电路的通断．2．热敏电阻：用半导体材料制成．按热敏电阻阻值随温度变化的规律，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．(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大．(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小．3．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻．4．热敏电阻和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．金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差．四、光传感器1．原理：有些金属或半导体材料在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化．2．应用：(1)自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了红外光传感器．(2)在环境监测、火灾报警等装置中通常利用光电式烟尘浓度计工作．(3)在工农业生产、交通运输等行业中较多地采用光电式转速表进行转数的测量．一、对传感器的认识例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．图4其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．(1)若把一只电压表接在c、d之间，当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．(2)将电压表接在b、c之间，当油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．解析(1)由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化．当油量减少时，R的数值会增大，电路中的电流会减小，c、d间的电压会减小．当把电压表接在c、d两点间，电压表示数减小时，表示油量在减少．(2)把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大．答案(1)减小(2)增大二、对热敏电阻的认识及应用例2一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值很大，当温度达到100 ℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图5所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝，请简述其工作原理．图5解析开始水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温达到100 ℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80 ℃时，R1阻值又变得很大，R2又开始加热，这样就可达到保温的效果．答案见解析三、对光传感器的认识及应用例3如图6所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理．图6解析光源1发出的光线经半透半反镜3，分成两束强度相等的光线．一束光线直接到达光电转换电路7上，产生作为被测烟尘浓度的参比信号．另一束光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上，其中一部分光线被烟尘吸收或因散射而衰减，烟尘浓度越高，光线的衰减量越大，到达光电转换电路6的光就越弱．两路光线分别转换成电压信号U1、U2，如果U1＝U2，说明被测的光路上没有烟尘；相反，如果U1、U2相差较大，说明烟尘浓度较大，因此可用两者之比，算出被测烟尘的浓度．答案见解析例4如图7所示，R 1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时( )图7A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，即电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D 项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B 项正确．结合干路电流增大知，流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．答案ABC1．(对传感器的认识)关于传感器，下列说法正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料制成的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．水银温度计是一种传感器答案 B解析大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A 错，B对；传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C错；水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D错．2．(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值．如图8所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确．．．的是( )图8A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度答案 D解析甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图液面高度变化能导致极板正对面积变化；丙图压力F变化能导致极板间距变化；丁图中位置变化导致电介质变化．所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、液面高度、压力、位移的传感器，故选D.3. (对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图9所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R t为负温度系数热敏电阻，R g为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图9A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱答案AC4．(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器C．红外传感器 D．超场波传感器答案 A解析烟雾散射火灾报警器是烟雾进入报警器后，光被散射，照到报警器中的光传感器上，使电路接通，报警器工作，发出警报，A对，B、C、D错．题组一对传感器的认识1．传感器担负着信息采集的任务，它可以( )A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量D．将电学量转变成力学量答案ABC解析传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件，故选项A、B、C对，选项D错．2．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答案CD解析干簧管能感知磁场，是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时，两个簧片被磁化而接通，所以是做开关来使用的，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开．3. 如图1所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属涂层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )图1A．距离变化 B．正对面积变化C．电介质变化 D．电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．题组二对热敏电阻、金属热电阻的认识及电路分析4. 如图2所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图，现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )图2A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显答案 C解析如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错；如果R为热敏电阻，读数变化非常明显，故C对，D错．5. 如图3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( )图3A．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．小灯泡的亮度变弱答案 C解析R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，R1两端的电压减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，故只有C正确．6. 如图4所示，R t为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R t上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )图4A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变答案 D解析往R t上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，R t的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻R t的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，所以选项D正确．题组三对光传感器的认识及电路分析7．遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器．下列属于应用这类传感器的是( ) A．红外报警装置B．金属电阻温度计C．电子电路中使用的“干簧管”D．霍尔元件答案 A解析红外报警装置是利用的光敏电阻制成的光传感器，A正确；金属电阻温度计是利用的热敏电阻制成的传感器，B错误；干簧管利用的磁敏电阻，C错误；霍尔元件利用的是霍尔效应，D 错误．8．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A．压敏性 B．光敏性C．热敏性 D．三种特性都利用答案 B解析灯要求夜晚亮、白天熄，白天有光，夜晚没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性，故选B.9．如图5所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )图5A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响答案AD解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR 的电阻，D对．10．如图6所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，下列说法中正确的是 ( )图6A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A正确；相反，当传送带上有物品挡住由A射向B 的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项D正确．11. 如图7所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，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( )图7A．a点电势高于b点电势B．a点电势低于b点电势C．a点电势等于b点电势D．a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．。