2018届高三物理一轮复习+知识梳理：选修3-2++第六章 传感器

第六章传感器
第44讲传感器及其工作原理
(注：①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)
总结, 1.小结：传感器以选择题的形式进行考查，侧重考查对传感器的认识．
2．复习指导：复习时注意掌握传感器的概念和性质，能将分析动态变化电路的方法与传感器结合起来进行分析；对于涉及多个知识点，多个物理元件的问题，要善于将复杂的问题转化为一个个小问题，逐步理解清楚，再综合分析.
1.传感器一般概念
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________量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的通断．把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了．传感器是一种采集信息的重要器件．
一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为________信号，通过输出部分输出，然后经控
制器分析处理．常见的传感器有：________、________、________、力传感器等．
2．常见传感器元件
a．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把________这个光学量转换为电阻这个电学量．它就像人的眼睛，可以看到光线的强弱．
b．金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而________，用金属丝可以制作________传感器．它能把________这个热学量转换为________这个电学量．热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而________．与热敏电阻相比，金属热电阻的________好，测温范围________，但________较差．
c．电容式位移传感器能够把物体的________这个力学量转换为________这个电学量．
d．霍尔元件能够把________这个磁学量转换为电压这个电学量．
1.传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、声强、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．把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和自动控制了．
2．工作过程如图：
3．传感器的分类
a．力电传感器b．热电传感器
c．光电传感器d．声电传感器
e．电容式传感器f．磁电传感器
g．超声波传感器h．气敏传感器等
·针对训练·(13年江苏高考)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()
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
【测量目标】本题考查了传感器及其工作原理，测量了考生的推理能力．
【练练手】
·举一反三·传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图实甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：
(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在______(选填“a”或“b”)．
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向________移动(选填“左”或“右”)．
【测量目标】本题考查了传感器及其工作原理，测量了考生的理解和分析综合能力．
·触类旁通·如图甲所示，将导体置于磁场中，沿垂直磁场方向通入电流，在导体中垂直于电流和磁场的方向上会产生一个电势差U H，这种现象叫霍尔效应．导体中单位体积
内的自由电荷数目为n，自由电荷所带电荷量为q，把k＝1
nq定义为霍尔系数，利用k已知的霍尔元件制成探头，其工作面(相当于图甲中垂直磁场的abb′a′面)可以做到很小，可用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度．
如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的一起，其中的探头固定在探杆的前端，且使探头的工作面与探杆垂直．
(1)在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆在磁场中的放置方位有何要求____________________．
(2)该仪器既可以控制通过探头的电流I的大小，又可以测出所产生的电势差U H，并自动计算出探头所测位置磁感应强度大小．要计算磁感应强度，除了k、I、U H外，还需要知
道哪个物理量______．(请填写下面选项前的字母)
A．探头沿磁场方向的厚度l
B．探头产生电势差两面间的距离h
C．探头沿电流方向的长度L
用上述物理量表示所测磁感应强度大小B＝______．
【测量目标】本题考查了传感器及其工作原理，测量了考生的分析综合能力．
1．(多选)(16年桂林模拟)计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()
第1题图
A．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
2．下面哪些技术涉及到传感器的应用()
A．宾馆的自动门
B．工厂、电站的静电除尘
C．家用电饭煲的跳闸和保温
D．声控开关
3．在街旁的路灯，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
4．光电门传感器为门式结构，如图所示．A管发射红外线，B管接收红外线．A、B 之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管挡被光，电路接通．计算机根据挡光物体的______________和________，自动算出物体的________．。