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上传时间: 2014-08-17

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3　传感器及其应用

1．了解常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们带来的方便．

2．了解信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识．

3．了解信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革.

非电学

电学

温度

传感器

敏感

转换

热电偶

热敏

热光

机器人

自动化

温度

电饭煲

电冰箱

传感器

二、温度传感器

1．热敏电阻：由半导体制成，其电阻值随温度变化明显．热敏电阻的分类和用途，如下表示

2.金属热电阻

有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为金属热电阻，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但灵敏度不如热敏电阻．

3．光敏电阻

特性：把光照的强弱转换为电阻大小，一般随光照的增强电阻值减小．

光敏电阻一般为半导体材料做成．当半导体材料受到光照射时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强．

三、其他常用传感器

1．压力传感器

电容器的电容随两极板间距离的变化而变化，据此将电容器一个电极固定，让另一个电极随压力变化而变化，制成压力传感器．

2．红外线传感器

红外线传感器接收携带着信息的红外线，转换成电信号，从而得知辐射源的相关参数或信息．

利用红外线传感器可实现无接触测量．自然界几乎所有的物体都能辐射波长在0.76 μm～1 000 μm的电磁波即红外线，因此红外线传感器不仅被广泛用于航空摄影、卫星遥感、遥测等高科技领域，也被广泛用于日常生活中．自动门、生命探测器、非接触式红外测温仪、家电遥控系统以及防盗、防火报警器等均使用了红外线传感器．

3．生物传感器

生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器．生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等．

生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业，医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器．

4．化学传感器

化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的传感器．在环境保护、火灾报警、医疗卫生和家用电器方面有广泛应用．如气敏传感器、湿敏传感器等．

四、传感器的应用

传感器的应用已经渗透到环境保护、交通运输、航天、军事以及家庭生活等各领域．例如，空调、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要使用温度传感器．光传感器的应用也十分广泛，如电脑上的鼠标器、路灯的自动控制及火灾报警器等．还有力传感器在电子秤上的应用；声传感器在话筒上的应用；温度传感器在电熨斗上的应用．

【典例】 (双选)关于电子秤中应变式力传感器的说法中正确的是(　　)．

A．应变片是由导体材料制成

B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小

C．传感器输出的是应变片上的电压

D．外力越大，输出的电压差值也越大

解析　应变片多用半导体材料制成，故选项A错，B对，传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错，D对．

答案　BD

借题发挥　应变式力传感器是用一种半导体材料做成的，它的原理是：受力不同其形变不同，而形变不同可转化为电阻不同，从而将力信号转变为电信号．弄清传感器的工作原理才能知道是把哪种非电学量转化为电学量并实现自动控制的．

【变式】

(单选)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是(　　)

A．红外线报警装置

B．走廊照明灯的声控开关

C．自动洗衣机中的压力传感装置

D．电饭煲中控制加热和保温的温控器

解析　电视机上的遥控器进行遥控时，是由遥控器发射出红外线，辐射到电视机上的红外线接收装置(传感器)，再由其把红外线转换为电信号后，通过电路控制频道、声音、图像等，因而A对．声控开关是把声音信号转化为电信号，故B错．自动洗衣机中的压力传感器将压力转变为电信号，故C错．电饭煲中控制加热和保温的温控器是将温度转化为电信号的，故D错．

答案　A

解析　光声控延时开关中安装有光敏感元件，用于感知外界光线的强弱．还安装有声敏感元件用于感知外界声响．当白天外界光线较强时，光声控延时开关总处于断开状态，灯不亮；当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态，灯亮，延时一段时间后，开关断开，灯熄灭．

答案　见解析

2．(单选)如图3－3－2是一个自动门红外线传感器安装示意图，下列说法不正确的是(　　)

A．当人进入位置＋时，传感器会启动门

B．当人进入位置零时，电动门停止运动

C．当人在位置＋、位置零以外时，门关闭

D．此红外线传感器只能在白天应用

解析　利用红外线传感器可进行非接触测量，自然界几乎所有的物体都能辐射波长在0.76 μm～1 000 μm的红外线，因此被广泛应用．人体能发射波长一定的红外线，当人走进传感器控制区域时，传感器就会动作，由于人体的温度大体恒定，故不管白天、晚上，所发射的红外线是一样的，都能使用．

答案　D

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