第一节 认识常见的传感器
考试内容
考核要求
(1)常见的传感器
(2)光敏传感器、热敏传感器的检测
(3)常见传感器的作用
a
c
a
1.传感器是非电量转换为与之有确定关系的电量输出的装置。
2.在电子控制系统中，传感器是必不可少的元件，是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。有的传感器就像人的眼睛，可以“看到”光线的强弱。有的传感器则像人的皮肤，可以“感受”到温度的变化。还有一些传感器可以充当人的耳朵，“听到”声音并加以辨别。而鼻子的功能也可以用传感器实现，这种传感器能敏锐地“嗅”出各种气味。
3.传感器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电信号，通过输出部分输出。
4.作为控制器的信号源，传感器在电子控制系统中是必不可少的重要元件。在电路中通过它获取外界的信息，再转换为电信号传输给控制器去处理。
5.在电子控制系统中，不同的传感器可以用来收集不同的变化信息，并把它们转换为电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和输出。
6.传感器的类型很多，常见的有光敏传感器、热敏传感器、声敏传感器、湿敏传感器、气敏传感器、力敏传感器和位移传感器等。
一、常见的传感器(a)
常见的传感器如下表所示：
名称
符号
特性
光敏传感器
光照越强，阻值越小
热敏传感器
正温度系数热敏电阻：温度越高电阻越大
负温度系数热敏电阻：温度越高电阻越小
湿敏传感器
湿度越大，阻值越小
磁敏传感器
有磁场干簧管处于“开通”状态
无磁场干簧管处于“关断”状态
气敏传感器
电阻值随被测气体的浓度和成分而变化
力敏传感器
货物重量的变化转换为电阻的变化、电压的变化
声敏传感器
音频振动——电阻值变化
红外传感器
压敏传感器
压敏电阻是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。
位移传感器
【典例1】 以下传感器中，表示湿敏电阻的是( )
解析 A是湿敏电阻，B是力敏传感器，C是气敏传感器，D是热敏电阻。故选A。
答案 A
【变式训练1】 以下电路符号中，表示光敏电阻的是( )
解析 A是湿敏电阻，B是光敏电阻，C是固定电阻，D是电位器。故选B。
答案 B
二、光敏传感器、热敏传感器的检测(c)
为了确定传感器的质量好坏，必须对它进行检测。在做精度要求不高的检测时，通常可以用多用电表。
1.光敏电阻的检测
在光线充足照射光敏电阻时和光线不足两种情况下，用多用电表的电阻挡(欧姆挡)测光敏电阻断开电路时的阻值变化，或用多用电表的直流电压档测光敏电阻在接入电路工作时两端电压值的变化来判断。一般，光敏电阻受光照时其阻值较小，受弱光照时其阻值较大。
2.热敏电阻的检测
把热敏电阻浸在温度由室温逐渐升高到接近100℃的水中，分别用多用电表的电阻挡和电压挡测量在断开和接入电路两种情况下的电阻和电压。在测量时，热敏电阻两端的裸露引线尽量离开水面(水会导电)，测量时手也不要接触到元件或引脚。
【典例2】 如图所示，用多用电表对光敏电阻的阻值进行测量，判断光敏电阻质量的好坏。若该光敏电阻质量正常，以下描述合理的是( )
A.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大
B.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小
C.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小
D.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大
解析 光敏传感器质若正常，无光照时呈高阻，暗电流较小；有光照时呈低阻，亮电流较大。题图示为光照时断路状态测量，应该是测量其阻值大小，所以多用表选择为欧姆挡，阻值较小。正确答案为B。
答案 B
【变式训练2】 如图所示，用手遮住光敏电阻时，偏转角为θ1，移开手后，偏转角为θ2，下列说法中，正确的是( )
A.θ1＝θ2 B.θ1>θ2
C.θ1<θ2 D.无法确定
解析 用手遮住光敏电阻时的电阻比移开手后的电阻要大，因此θ1<θ2，故选C。
答案 C
三、常见传感器的作用(a)
传感器作为控制器的信息源，获得外界的输入信息，并通过它将非电量信息转换成电信号传输给控制器去处理。电子控制系统中不同的传感器可以用来收集不同的变化信息，并把它们转换为电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和输出。
【典例3】 一般来说，传感器充当( )
A.输入部分 B.控制部分
C.输出部分 D.被控对象
解析 一般来说，传感器充当电子控制系统的输入部分。故选A。
答案 A
1.以下传感器中，能模拟人眼睛功能的是( )
解析 A是气敏传感器，B是热敏传感器，C是热敏传感器，D是光敏电阻；能模拟人眼睛功能的是热敏电阻。故选D。
答案 D
2.下列表示传感器结构图、电路符号及表述有错误的是( )
解析 C是声敏传感器。故选C。
答案 C
3.干簧管属于的传感器类型是( )
A.力敏传感器 B.磁敏传感器
C.热敏传感器 D.声敏传感器
解析 干簧管的导通和断开受周围有无磁场的影响，属于磁敏传感器。故选B。
答案 B
4.传感器不能用于( )
A.科学测量 B.科学计数
C.科学探究 D.杀死癌细胞
解析 传感器一般用于控制系统的输入部分，能把其他信号转变成电信号，不具有杀死癌细胞的功能。故选D。
答案 D
5.关于以下电路的说法中，不正确的是( )
A.利用该电路可以探究热敏电阻的特性
B.把开关S闭合后，测量热敏电阻的电阻值
C.随着水温的升高，热敏电阻的阻值变小
D.用多用电表测量测量点之间的电压，随着水温的降低，电压将增大
解析 把开关闭合后，测量热敏电阻两端的电压。故选B。
答案 B
6.电路图中R1应选用的类型是( )
解析 A是电阻，B是光敏电阻，C是压敏电阻，D是湿敏电阻，答案选B。
答案 B
1.不能模拟人的皮肤功能的传感器的是( )
A.热敏传感器 B.力敏传感器
C.湿敏传感器 D.位移传感器
解析 皮肤没有位移感知功能。故选D。
答案 D
2.下列关于传感器的说法中，不正确的是( )
A.热敏传感器用于检测温度信息，并转化为电信号
B.磁敏传感器用于检测磁场信息，并转化为电信号
C.超声波传感器用于检测声音信息，并转化为电信号
D.位移传感器用于检测位移信息，并转化为电信号
解析 超声波传感器用于检测超声波，并转化为电信号。故选C。
答案 C
3.下列关于干簧管的说法中，不正确的是( )
A.电子控制系统中，干簧管是获取外部信息的一种途径
B.干簧管是一种磁敏传感器，当有磁铁靠近时，干簧管的两个簧片相互分离
C.干簧管能把磁场信号转换为电流信号
D.干簧管的两个电极没有正负之分
解析 干簧管是一种磁敏传感器，当有磁铁靠近时，干簧管的两个簧片相互合拢。故选B。
答案 B
4.关于干簧管，下列说法正确的是( )
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关的作用
D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
解析 干簧管接入电路中相当于电阻的作用；干簧管是根据磁化的原理制成的；干簧管一般作为执行部件实现自动控制的。故选C。
答案 C
5.干簧管的通断可以检测出它的周围是否存在( )
A.电流 B.水分 C.电阻 D.磁场
解析 干簧管是磁敏传感器，干簧管的通断可以检测出它的周围是否存在磁场。故选D。
答案 D
6.平板电脑中用到了多种多样的传感器，关于平板电脑传感器下列说法不正确的是( )
A.喇叭利用了声音传感器，能将声信号转化为电信号
B.显示屏的亮度改变利用了光敏传感器，将外界光信号转化电信号来控制屏幕灯的亮度
C.压力传感器能将压力转化为电信号，可以检测手指按压屏幕的力度
D.平板电脑中有指南针的功能，是利用磁敏传感器，可以检测磁场强度和方向
解析 喇叭的作用是将电信号重新转变为声音信号，一般用于控制系统的输出部分。故选A。
答案 A
7.如图所示为某电动玩具的电路图，R1选择的类型是( )
解析 根据电路符号R1是光敏电阻，选项中A是湿敏电阻，B是光敏电阻，C是固定电阻，D是气敏电阻。故选B。
答案 B
8.如图所示是某湿度报警控制的电路图，该电路图中Rp应选用的类型分别是( )
解析 从电路图中可以看出RP是可变电阻器；A是负温度系数的热敏电阻，B是光敏电阻，C是湿敏电阻，D是可变电阻器。故选D。
答案 D
9.以下符号中表示声敏传感器的是( )
解析 本题考查常用传感器的电路符号。A为扬声器。B为湿敏电阻，C为声敏传感器，D为干簧管即磁敏传感器。故选C。
答案 C
10.以下列举的传感器实物中属于光敏传感器的是( )
解析 A是光敏电阻，B是干簧管，C是咪头，D是热敏电阻。故选A。
答案 A
11.我国于2011年5月1日起，醉酒驾驶由交通违法行为升级为犯罪行为。“陶瓷气敏传感器”可以用于分析气体中酒精蒸汽的含量。如果司机饮酒，血液中的酒精成分扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷在传感器上，传感器的电阻将随酒精蒸汽浓度发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量。某种陶瓷气敏传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸汽浓度C的关系如图甲所示。现用其组成如图乙所示的检测电路(电池内阻为r，电流表内阻不计)。以下判断正确的是( )
A.此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度C成正比
B.气体中酒精蒸汽的浓度C越大，则电流表指针偏转的角度越小
C.气体中酒精的蒸汽浓度C越大，则电池路路端电压越小，传感器上电压也越小
D.气体中酒精的蒸汽浓度C越大，则传感器电阻越小，电源的总功率越小
解析 由题图甲可知气体中酒精浓度越高则传感器的电导越大(即电阻越小)，传感器上的电压也随之减小，则电路中的外电阻也变小从而路端电压也降低。故选C。
答案 C
12.传感器担负着信息采集的任务，下列描述错误的是( )
A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量
C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量
解析 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件。故选D。
答案 D
13.关于以下电路的说法中，不正确的是( )
A.利用该电路可以检测光敏电阻的好坏
B.断开开关，在不同的光照条件下，用多用电表检测光敏电阻的阻值
C.合上开关，在不同的光照条件下，用多用电表检测光敏电阻的电压
D.测量电压时，红、黑笔的位置可以对调
解析 测量电压时红表笔接高电势，黑表笔接低电势，不能随意对调。故选D。
答案 D
14.如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表。若发现电压表示数增大，可能的原因是( )
①热敏电阻温度降低，其他条件不变；②热敏电阻温度升高，其他条件不变；③光照减弱，其他条件不变；④光照增强，其他条件不变
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
解析 热敏电阻温度降低，其他条件不变时，热敏电阻阻值减小，总电阻减小，电流变大，则热敏电阻及光敏电阻所在的并联支路电压减小，光敏电阻上的电流减小，则热敏电阻及电阻R3上的电流变大，则电压表的读数变大，故①正确，②错误；若光照减弱，则光敏电阻的阻值增大，总电阻变大，总电流减小，则热敏电阻及光敏电阻所在的并联支路电压增大，则R3上的分压变大，电压表示数变大，③正确，④错误。故选A。
答案 A
15.新交规2013年1月日开始执行，饮酒驾驶属于违法犯罪行为，酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图甲所示是它的原理图，酒精气敏传感器的电阻跟酒精气体浓度的关系如图乙所示，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度增大，那么下面说法错误的是( )
A.传感器的电阻减小 B.通过传感器的电流增大
C.传感器两端的电压减小 D.电压表的示数减小
解析 根据图乙可知随着气体浓度的增大传感器的电阻减小，则通过传感器的电流增大，传感器两端的分压减小，R1两端的电压升高，电压表测R1两端的电压。故选D。
答案 D
16.如图所示，医务人员正在用红外测温仪检测旅客的体温。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。其控制方框图如图所示。红外温度传感器的主要作用是( )
A.检测人体红外信号并把它转换为电信号
B.将电信号放大
C.将模拟信号转变为单片机能处理的数字信号
D.按照仪器内部的算法和目标发射率进行校正
解析 红外温度传感器作为电子控制系统的输入部分，主要的作用是检测人体红外信号并把他转换为电信号。故选A。
答案 A
17.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示为四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法中，不正确的是( )
A.图甲中的传感器可以用来测量角度
B.图乙中的传感器可以用来测量液面的高度
C.图丙中的传感器可以用来测量压力
D.图丁中的传感器可以用来测量速度
解析 图甲、乙、丙中的传感器分别与θ(角度)、h(高度)、F(力)有关，均能测量对应的物理量，而图丁中的传感器与s(位移)有关，所以图丁中的传感器只能测量位移。故符合题意的是D选项。
答案 D
18.传感器与人感觉器官的对应关系，不正确的是( )
A.眼——光敏传感器 B.耳——声敏传感器
C.鼻——气敏传感器 D.舌——磁敏传感器
解析 传感器的作用相当于人的感官系统，舌对应味觉传感器。故选D。
答案 D
课件16张PPT。第一节 认识常见的传感器非电量1.传感器是________转换为与之有确定关系的______输出的装置。
2.在电子控制系统中，_______是必不可少的元件，是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。有的传感器就像人的______，可以“看到”光线的强弱。有的传感器则像人的______，可以“感受”到温度的变化。还有一些传感器可以充当人的______，“听到”声音并加以辨别。而鼻子的功能也可以用传感器实现，这种传感器能敏锐地“嗅”出各种气味。
3.传感器一般由_________和_________组成，通过___________获取外界信息并转换为电信号，通过___________输出。电量传感器眼睛皮肤耳朵敏感元件输出部分敏感元件输出部分4.作为控制器的信号源，传感器在电子控制系统中是必不可少的重要元件。在电路中通过它获取___________，再转换为_______传输给控制器去处理。
5.在电子控制系统中，不同的传感器可以用来收集不同的变化信息，并把它们转换为______、______等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和输出。
6.传感器的类型很多，常见的有___________、____________、____________、___________、气敏传感器、____________和____________等。外界的信息电信号电流电压光敏传感器热敏传感器声敏传感器湿敏传感器力敏传感器位移传感器一、常见的传感器(a)常见的传感器如下表所示：【典例1】 以下传感器中，表示湿敏电阻的是( )解析 A是湿敏电阻，B是力敏传感器，C是气敏传感器，D是热敏电阻。故选A。
答案 A【变式训练1】 以下电路符号中，表示光敏电阻的是( )解析 A是湿敏电阻，B是光敏电阻，C是固定电阻，D是电位器。故选B。
答案 B二、光敏传感器、热敏传感器的检测(c)为了确定传感器的质量好坏，必须对它进行检测。在做精度要求不高的检测时，通常可以用多用电表。1.光敏电阻的检测在光线充足照射光敏电阻时和光线不足两种情况下，用多用电表的电阻挡(欧姆挡)测光敏电阻断开电路时的阻值变化，或用多用电表的直流电压档测光敏电阻在接入电路工作时两端电压值的变化来判断。一般，光敏电阻受光照时其阻值较小，受弱光照时其阻值较大。2.热敏电阻的检测把热敏电阻浸在温度由室温逐渐升高到接近100℃的水中，分别用多用电表的电阻挡和电压挡测量在断开和接入电路两种情况下的电阻和电压。在测量时，热敏电阻两端的裸露引线尽量离开水面(水会导电)，测量时手也不要接触到元件或引脚。【典例2】 如图所示，用多用电表对光敏电阻的阻值进行测量，判断光敏电阻质量的好坏。若该光敏电阻质量正常，以下描述合理的是( )A.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大
B.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小
C.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小
D.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大解析 光敏传感器质若正常，无光照时呈高阻，暗电流较小；有光照时呈低阻，亮电流较大。题图示为光照时断路状态测量，应该是测量其阻值大小，所以多用表选择为欧姆挡，阻值较小。正确答案为B。
答案 B【变式训练2】 如图所示，用手遮住光敏电阻时，偏转角为θ1，移开手后，偏转角为θ2，下列说法中，正确的是( )A.θ1＝θ2 B.θ1>θ2
C.θ1<θ2 D.无法确定
解析 用手遮住光敏电阻时的电阻比移开手后的电阻要大，因此θ1<θ2，故选C。
答案 C三、常见传感器的作用(a)传感器作为控制器的信息源，获得外界的输入信息，并通过它将非电量信息转换成电信号传输给控制器去处理。电子控制系统中不同的传感器可以用来收集不同的变化信息，并把它们转换为电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和输出。【典例3】 一般来说，传感器充当( )A.输入部分 B.控制部分 C.输出部分 D.被控对象
解析 一般来说，传感器充当电子控制系统的输入部分。故选A。
答案 A
