傳感器及其應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在日常生活中,我們可能有這樣的經(jīng)歷:當(dāng)走近自動(dòng)門時(shí),門會(huì)自動(dòng)打開;電梯關(guān)門,當(dāng)兩門靠攏到接觸人體時(shí),門又會(huì)重新自動(dòng)打開……這是由于傳感器在起作用,傳感器是自動(dòng)化控制裝置中必不可少的器件,在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,傳感器發(fā)揮著越來越重要的作用. 為了幫助同學(xué)們學(xué)好傳感器,現(xiàn)淺談如下.

一、對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)

1. 當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí),制冷系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng);而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí),制冷系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)停止. 冰箱溫度的控制是通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的.

2. 樓梯道的電燈,晚上,有人經(jīng)過樓道時(shí),開關(guān)自動(dòng)接通,燈就亮;白天,不管是否有人經(jīng)過,開關(guān)都是斷開的,燈總是不亮,這種開關(guān)用的就是聲光傳感器.

3. 為了防止火災(zāi)的發(fā)生,在賓館房間的天花板上大多有一個(gè)小盒子,當(dāng)房間失火時(shí)它能感知出現(xiàn)的煙霧,通過電路發(fā)出警報(bào),這個(gè)小盒子就是煙霧傳感器.

可見,1. 傳感器是指這樣一類元件:它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)化為電路的通斷.

2. 傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷,從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制.

二、光敏電阻及光敏傳感器

在實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn),有些材料在光的照射下其電阻會(huì)發(fā)生明顯的變化,人們利用這種特性制成了光敏電阻和光敏傳感器.

1. 光敏電阻的特點(diǎn)

(1)光敏電阻的電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān);

(2)光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小;

(3)光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量

2. 光敏傳感器

例1、如圖1所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)),且R與D間距不變,下列說法正確的是 ( )

A. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大

B. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減少

C. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變

D. 無論怎樣移動(dòng)觸頭P,L消耗的功率都不變

【解析】當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),發(fā)光二極管D中的電流增大,發(fā)出的光的強(qiáng)度增大,因此光敏電阻R的阻值減小,燈泡L中的電流增大,L消耗的功率增大,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),發(fā)光二極管D中的電流減小,發(fā)出的光的強(qiáng)度減弱,因此光敏電阻R的阻值增大,燈泡L中的電流減小,L消耗的功率減小,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 故本題正確選項(xiàng)為A.

【點(diǎn)評(píng)】本題是一個(gè)光敏傳感器的具體應(yīng)用.

三、熱敏電阻及熱敏傳感器

在實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn),有些材料當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),其電阻會(huì)發(fā)生明顯的變化,人們利用這種特性制成了熱敏電阻和熱敏傳感器.

1. 熱敏電阻的特點(diǎn)

(1)金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系不相同. 金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低;半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變強(qiáng).

(2)熱敏電阻靈敏度高,但化學(xué)穩(wěn)定性較差,測(cè)量范圍較。唤饘贌犭娮璧幕瘜W(xué)穩(wěn)定性較好,測(cè)量范圍較大,但靈敏度較差.

(3)熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量.

2. 熱敏傳感器

例2、圖2所示的是電阻式溫度計(jì),一般是利用金屬鉑做的,已知鉑絲的電阻隨溫度的變化情況,測(cè)出鉑絲的電阻就可以知道其溫度。這實(shí)際上是一個(gè)傳感器,它是將 轉(zhuǎn)化為 來進(jìn)行測(cè)量的.

【解析】溫度傳感器是將溫度轉(zhuǎn)化為電阻來進(jìn)行測(cè)量的.

陜西 吳堆喜


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