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考點(diǎn) 傳感器在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用
1.傳感器的應(yīng)用過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié)：感、傳、用。
（1）“感”是指?jìng)鞲衅鞯拿舾性袘?yīng)信息，并應(yīng)用轉(zhuǎn)換元件將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。
（2）“傳”是指通過(guò)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(jī)構(gòu)。
（3）“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來(lái)的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作。
2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，可將整個(gè)電路分解為：
（1）傳感器所在的信息采集與轉(zhuǎn)化部分。
（2）傳輸部分（這部分電路往往與直流電路的動(dòng)態(tài)分析有關(guān)）。
（3）執(zhí)行電路。
3.幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識(shí)的比較：
（2021·濟(jì)南高二檢測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組利用伏安法進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)）；
B．電流表A1（量程0～500 mA，內(nèi)阻約為5 Ω）；
C．電流表A2（量程0～0.6 mA，內(nèi)阻為100 Ω）；
D．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
（1）因?yàn)樾枰粋€(gè)量程為3 V的電壓表，上述器材中可以用來(lái)改裝成電壓表的電流表為_(kāi)_________（選填選項(xiàng)前的字母），還需要一個(gè)阻值為_(kāi)_________Ω的定值電阻與所選電流表串聯(lián)進(jìn)行改裝。
（2）改裝好電壓表后，采用如圖甲所示電路，根據(jù)不同溫度下電壓表和電流表的讀數(shù)比值，得到不同溫度下熱敏電阻R的阻值，描繪出如圖乙中的R-t曲線，由于系統(tǒng)誤差，圖乙中由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)描繪出的實(shí)際曲線與理論曲線相比有一定的差異，圖乙中標(biāo)記為Ⅰ的圖線是__________（選填“實(shí)際曲線”或“理論曲線”）。
（3）興趣小組利用該熱敏電阻制作了一個(gè)檢測(cè)油箱警戒液位的低油位報(bào)警裝置，如圖丙所示。給熱敏電阻通以一定的電流，熱敏電阻會(huì)發(fā)熱，當(dāng)液面高于熱敏電阻的高度，熱敏電阻上產(chǎn)生的熱量會(huì)被液體帶走，溫度基本不變，當(dāng)液體減少、熱敏電阻露出液面時(shí)，熱敏電阻的溫度將__________（選填“升高”或“降低”），阻值會(huì)__________（選填“增加”或“減小”），指示燈會(huì)亮，就知道液面低于設(shè)定值。若根據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定油箱警戒液位值，實(shí)際工作中指示燈亮的時(shí)間點(diǎn)將__________（選填“延遲”“不變”或“提前”）。
【解析】（1）要將電流表改裝成電壓表，需要選擇內(nèi)阻已知且為確定值的電流表。故選C。
根據(jù)IgRg＝ eq \f(Rg,Rg＋Rx) U，可得Rx＝4 900 Ω
（2）圖甲所示測(cè)量電路采用電流表外接法，由于系統(tǒng)誤差，同一溫度下熱敏電阻阻值的測(cè)量值偏小，故圖乙中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是由實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)描繪出的實(shí)際曲線，標(biāo)記為Ⅰ的圖線是理論曲線。
（3）當(dāng)液體減少、熱敏電阻露出液面時(shí)，液體吸收熱敏電阻的熱減小，熱敏電阻溫度升高；根據(jù)圖乙所知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低；根據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定油箱警戒液位值，熱敏電阻阻值比真實(shí)值小，警戒液位值將被設(shè)定的比理論值大，因此指示燈亮的時(shí)間點(diǎn)將延遲。
答案：（1）C 4 900 （2）理論曲線 （3）升高 減小 延遲
【加固訓(xùn)練】
如圖甲所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定。電流表內(nèi)阻不計(jì)，開(kāi)關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)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(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路并寫(xiě)出控制過(guò)程。
【解析】由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，流過(guò)光敏電阻的電流增大。根據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如圖所示?？刂七^(guò)程：當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)光敏電阻的電流經(jīng)過(guò)放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，流過(guò)光敏電阻的電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，控制電路接通，燈開(kāi)始工作。
答案：見(jiàn)解析傳感器種類
敏感元件
與之相聯(lián)系的物理知識(shí)
光電傳感器
光敏電阻
直流電路動(dòng)態(tài)分析
溫度傳感器
熱敏電阻
直流電路問(wèn)題
力傳感器
壓敏電阻
直流電路
電容傳感器
電容器
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