傳感器知識點一：常見傳感器的工作原理及應用一、傳感器及其工作原理1．傳感器的定義：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等被測量，并能把它們按照一定的規律轉換為便于傳送和處理的可用信號輸出．通常是電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷．2．非電學量轉換為電學量的意義：把非電學量轉換為電學量，可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制．3．傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉換元件組成．4．傳感器應用的一般模式：二、光敏電阻光敏電阻在被光照射時電阻發生變化，光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻．2．熱敏電阻：用半導體材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小．四、電阻應變片1．電阻應變效應：金屬導體在外力作用下發生機械形變時，其電阻也隨之變化的現象．2．電阻應變片：電阻應變片有金屬電阻應變片和半導體電阻應變片，半導體電阻應變片的工作原理是基于半導體材料的壓阻效應．3．電阻應變片能夠把物體形變這個力學量轉換為電阻這個電學量．技巧點撥一、傳感器1．傳感器的核心元件(1)敏感元件：相當于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．(2)轉換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測物理量成一定關系的非電信號轉換成電信號的電子元件．(3)轉換電路：將轉換元件輸出的不易測量的電學量轉換成易于測量的電學量，如電壓、電流、電阻等．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號是非常微弱的，通常要經過放大后再輸送給控制系統產生各種控制動作．傳感器的工作原理如下所示：eq\x(非電學量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉換元件)→eq\x(轉換電路)→eq\x(電學量)二、光敏電阻及其應用1．光敏電阻一般由半導體材料制成，當半導體材料受到光照時，載流子增多，導電性能明顯增強，光敏電阻把光照的強弱轉換為電阻的大小．2．光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而明顯減小．它能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻及其應用1．金屬熱電阻：金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大，如圖5圖線①所示．2．熱敏電阻(1)熱敏電阻指用半導體材料制成，電阻值隨溫度變化發生明顯變化的電阻．如下圖線②所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線．(2)熱敏電阻分正溫度系數和負溫度系數熱敏電阻兩類，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負溫度系數(NTC)熱敏電阻．常用的是負溫度系數熱敏電阻．例題精練1．（2021?廣東學業考試）測量體溫是新冠疫情防控的一種措施.在許多場合，使用手持測溫儀測量體溫，該測溫儀用到的傳感器通常是（）A．氣體傳感器 B．紅外線傳感器 C．壓力傳感器 D．生物傳感器2．（2021春?洛陽月考）關于傳感器，下列說法中正確的是（）A．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器 B．火災報警器都是利用溫度傳感器實現報警 C．電熨斗通過溫度傳感器實現溫度的自動控制 D．話筒是將電信號轉換為聲信號的傳感器隨堂練習1．（2021春?瑤海區月考）圖甲表示某壓敏電阻的阻值R隨所受壓力變化的情況。把這個壓敏電阻與秤臺、電池、電流表組合起來（圖乙），用壓敏電阻作為承重的載體，把電流表的刻度改為相應的質量刻度，就得到了一個簡易電子秤。下列說法正確的是（）A．FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，且物體質量與電流是線性關系 B．FB對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，且物體質量與電流是非線性關系 C．FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，且物體質量與電流是非線性關系 D．FB對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，且物體質量與電流是線性關系2．（2020秋?金臺區期末）如圖所示，額溫槍因其具有快速、無接觸測溫的特點，廣泛應用在各類新型冠狀病毒防控場所．額溫槍核心部件的傳感器是（）A．位移傳感器 B．聲音傳感器 C．力傳感器 D．紅外溫度傳感器3．（2020秋?武漢期末）下列關于傳感器說法中不正確的是（）A．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它將壓力大小轉化為可變電阻，進而轉化為電壓信號 B．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號 C．電熨斗能自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷 D．光敏電阻能夠把光照強度這個光學量轉換為電阻這個電學量知識點二：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置一、實驗1門窗防盜報警裝置1．實驗器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執行裝置．發光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發光二極管的限流電阻，起保護作用．蜂鳴器H作為報警提醒．電路設計如下圖.2．電路工作原理當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警．3．實驗操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象．二、實驗2光控開關1．實驗器材和裝置光敏電阻完成光信號向電信號的轉變．晶體三極管將電流進行放大，同時具有完成斷路和接通的開關作用．發光二極管LED模仿路燈．電路設計如圖甲．為了能夠驅動更大功率的負載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強時，光敏電阻阻值小，三極管不導通，繼電器斷路，處于常開狀態，小燈泡L不亮．(2)光較弱時，光敏電阻阻值變大，三極管導通，產生較大的集電極電流，點亮發光二極管或驅動繼電器吸合，點亮小燈泡L.3．實驗操作(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調節R1，使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光．(3)減弱光敏電阻的光照強度，當光減弱到某種程度時，發光二極管LED或小燈泡L發光．(4)讓光照加強，當光增強到某種程度時，發光二極管LED或小燈泡L熄滅．綜合練習一．選擇題（共24小題）1．（2021春?福州期中）下列情況中，應用了光敏傳感器的是（）A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈 C．火警報警器的自動報警 D．自動恒溫冰箱2．（2021春?菏澤期中）某樓梯口的電燈開關裝有傳感器，天黑時，出現聲音才能發光，而白天即使有聲音，電燈也不能發光，該開關中有兩種傳感器，它們可能是（）A．光敏電阻和駐極體話筒 B．金屬熱電阻和光敏電阻 C．熱敏電阻和霍爾元件 D．熱敏電阻和光敏電阻3．（2020春?荔灣區校級期中）許多飲水機可以保證出水溫度恒定，采取的方法是（）A．水溫低于設定溫度時加熱，達到設定溫度時，停止加熱 B．設定程序，固定各次加溫時間及加熱時間間隔 C．人工控制加溫按鈕 D．持續加溫4．（2020春?濮陽期末）下列生活中的傳感器，把光信號變成電信號的是（）A．走廊照明燈的聲控開關 B．自動洗衣機中的壓力傳感裝置 C．控制電視機開關的遙控器 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器5．（2020春?開封期中）下列物品中應用了力傳感器的是（）A．電熨斗 B．電飯鍋 C．電冰箱 D．電子臺秤6．（2020?廣東學業考試）用電飯煲煮飯，當飯熟后，它會自動換為保溫狀態，其使用的傳感器是（）A．溫度傳感器 B．生物傳感器 C．壓力傳感器 D．紅外線傳感器7．（2020春?孝感期中）測溫是防控新冠肺炎的重要環節，在公共場所常用額溫槍為出入人員測溫。測溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應溫度數據。使用時只要將測溫口靠近皮膚表面，修正皮膚與實際體溫的溫差便能準確顯示體溫。下列關于紅外線說法正確的是（）A．紅外遙感是利用紅外線的穿透能力強 B．紅外線也可以用來殺菌消毒 C．體溫越高人體發射的紅外線越強 D．微波爐是利用紅外線給物體加熱8．（2020春?煙臺期中）下列說法正確的是（）A．干簧管是一種簡易的力電傳感器 B．交警所使用的酒精檢測儀安裝了“乙醇傳感器”，能夠感知乙醇的濃度 C．一些賓館安裝了“自動門”，當人靠近時自動打開，是因為門上安裝了溫度傳感器 D．電熨斗能自動控制溫度主要因為裝有雙金屬片溫度傳感器，兩片金屬的熱膨脹系數相同9．（2020春?五華縣校級月考）冠狀病毒疫情期間，口罩脫銷了，消毒酒精脫銷了，其實醫用的額溫槍也脫銷了，一槍難求，因為其快速測溫（1秒測溫），無接觸測溫的特點而成了名副其實的防疫物質，其核心部件為一個傳感器，外部還有幾個按鍵，小型液晶屏，電池等構成。額溫槍的核心部件是什么傳感器？（）A．光傳感器 B．聲音傳感器 C．力傳感器 D．紅外溫度傳感器10．（2020春?沭陽縣期中）交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學傳感器 C．壓力傳感器 D．溫度傳感器11．（2020春?山丹縣校級期中）下列關于傳感器說法中不正確的是（）A．熱敏電阻是由金屬制成的，對溫度感知靈敏 B．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉化為電壓信號 C．電熨斗能自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷 D．光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量12．（2020春?山丹縣校級期中）機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉彎。下列有關該機器人“眼睛”的說法中正確的是（）A．該機器人“眼睛”利用了光傳感器 B．該機器人“眼睛”利用了力傳感器 C．該機器人“眼睛”利用了溫度傳感器 D．該機器人“眼睛”利用了聲音傳感器13．（2020春?雙峰縣校級月考）在傳感器的應用中，下列器件是應用光傳感器的是（）A．電飯鍋 B．室內火災報警器 C．測溫儀 D．電子秤14．（2020春?萊州市校級月考）下列說法不正確的是（）A．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 B．金屬熱電阻的化學穩定性好，但靈敏度差 C．霍爾元件是能夠把磁感應強度這一磁學量轉換為電壓這一電學量的傳感器 D．熱敏電阻是把熱量這個熱學量轉換為電阻這個電學量15．（2020春?肥城市期中）下列有關傳感器的說法中錯誤的是（）A．霍爾元件是能夠把磁感應強度轉換為電壓的一種磁傳感器 B．光電鼠標利用了光傳感器 C．電子秤稱量物體質量是利用了力傳感器 D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻擊戰中，槍式測溫儀成了體溫檢測的“哨兵”，是利用了溫度傳感器16．（2019秋?牡丹江期末）下列有關傳感器的判斷正確的是（）A．傳感器是將電學量（電壓、電流等）轉化成非電學量（壓力、溫度、位移等）的裝置 B．把霍爾元件放入磁場中，由于電磁感應現象，在元件的電極間產生感應電動勢 C．金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小 D．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器17．（2020春?西城區校級月考）全自動洗衣機設有多段式水位自動感應裝置，該裝置采用的可能是下列哪種類型的傳感器？（）A．壓力傳感器 B．紅外線傳感器 C．溫度傳感器 D．生物傳感器18．（2020春?鄭州期末）下列說法正確的是（）A．傳感器是把非電信息轉換成電信息的器件或裝置 B．真空中的光速在不同慣性系中測得的數值是不相同的 C．紫外線常用于醫院和食品消毒，是因為它具有顯著的熱效應 D．波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率小于波源的頻率19．（2019秋?淄博期末）有的樓道照明燈具有這樣的功能：大黑到一定程度時，出現聲音它就開啟；而在白天，即使有聲音它也沒有反應，在這種樓道照明燈的控制電路中，可能接入的傳感器是（）A．溫度傳感器和光傳感器 B．光傳感器和聲音傳感器 C．聲音傳感器和熱傳感器 D．熱傳感器和力傳感器20．（2020?廣陵區校級模擬）關于傳感器，下列說法中正確的是（）A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號 B．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C．霍爾元件能把磁感應強度這個磁學量轉換成電阻這個電學量 D．光敏電阻在光照射下其電阻會顯著變大21．（2019秋?蕪湖期末）為了讓路燈能在天暗時自動開啟，天亮時自動關閉，應該在自動控制電路中使用下述傳感器的哪一種（）A．光傳感器 B．壓力傳感器 C．溫度傳感器 D．氣體傳感器22．（2019春?榆樹市校級月考）下列說法正確的是（）A．金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小 B．干簧管是電控開關 C．電熨斗中的雙金屬片上層膨脹系數比下層大 D．光敏電阻導電性能隨光強增強而減小23．（2019春?亭湖區校級期中）下列關于傳感器的說法正確的是（）A．電飯鍋里面的溫度傳感器是雙金屬片 B．話筒是將電信號轉換成聲音信號的裝置 C．霍爾元件是溫度傳感器 D．干簧管利用磁場控制電路的通斷24．（2019春?江油市校級期中）下列說法中不正確的是（）A．傳感器擔負著信息采集的任務，是力、溫度、光、聲、化學成分轉化為電信號的主要工具 B．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號 C．干簧管是一種磁敏感元件 D．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷二．多選題（共3小題）25．（2019秋?邯鄲期末）如圖所示是“電容式加速度傳感器”原理圖，電容器的一個金屬極彈性金屬片板固定在絕緣底座上，另一塊極板用彈性金屬片制成，當這種加速度傳感器用在上下移動的升降機中時，通過測量電容C的變化就能感知升降機加速度的變化情況。設升降機加速度為零時電容器的電容為C0，下列說法正確的是（）A．當升降機加速上升時，C＞C0 B．當升降機減速上升時，C＞C0 C．當升降機減速下降時，C＜C0 D．當升降機加速下降時，C＜C026．（2020春?山丹縣校級期中）某同學發現他居住的樓房中，樓梯上的過道燈在夜晚天黑時，用力拍掌燈就亮了；而白天怎樣用力拍掌，燈都不能亮。后來老師告訴他：過道燈是由聲傳感器和光傳感器