传感器已经广泛应用在很多领域中(传感器已经广泛应用在很多领域的英文)
董书生，男，江苏省物理学会会员，中学高级教师，本科生，南通市骨干教师，海门市骨干教师，海门市优秀青年教师，海门市优秀教育家，在国内外发表论文40余篇。010-30000《中学物理教学参考》《物理教师》《物理通报》等国家级及省级刊物，主持南通市级项目1项，参与省级项目6项，全部完成。开设省级公开课程，课程实例被北京师范大学评为优秀课程实例。感谢董老师授权发布！
概括
传感器已广泛应用于工业环保、自动化、化工、医疗、汽车工业、大气和海洋测量等各个领域。因此，教育部制定的新课程标准将传感器列为选修3-2模块中的三个次要主题之一，新教材中专门设有传感器章节。近年来，高考中有关传感器的题型频频出现，传感器成为高考物理中的新宠。
01
1.传感器的工作原理
传感器是将非电量转换为电量的装置。传感器感知的通常是非电量，如压力、温度、位移、浓度、速度、pH等，而输出的通常是电量，如电压值、电流值。这些输出信号非常微弱，通常需要经过放大才能发送到控制系统以产生各种控制动作。传感器原理如图所示。
02
2.常见传感器
2.1光敏电阻
(1)光敏电阻受光照射时其阻值发生变化，从而使光敏电阻将光的强度转换为电阻的电量。
(2)光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小。
光敏电阻一般由半导体材料制成。当半导体材料受光或温度升高时，更多的电子会获得能量并成为自由电子，同时会形成更多的空穴，因此导电率显着增强。
题1：右图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡。光照射电阻时，其阻值将变得远小于R，则下列说法正确的是（）A该逻辑电路是非门电路；当电阻受到光照时，小灯泡L不发光
B该逻辑电路是非门电路；当电阻受到光照时，小灯泡L发光。
C。该逻辑电路是与门电路；当电阻受光时，小灯泡L不发光。
D该逻辑电路是或门电路；当电阻受到光照时，小灯泡L发光。
答案：B
22.热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其阻值随温度变化显着。随着温度升高而降低。
题2：如图所示是一火警报警器的部分电路示意图.其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器.值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器.当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）
A.I变大，U变大
B.I变大，U变小
C.I变小，U变小
D.I变小，U变大
答案：C
23.霍耳元件
如图所示，将厚度为d的导体板置于均匀磁场中，垂直于其的磁感应强度为B。当恒定电流I通过导体板时，导体板的左右两侧出现电位差。这种现象称为空心。耳效应。在这个矩形半导体上制作四个电极EFMN就成为霍尔元件，它可以将磁感应强度的磁量转换成电压的电量。
题3：为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（）
A。如果污水中的正离子较多，则前表面的电势高于后表面。
B无论哪种离子更丰富，前表面的电势必须低于后表面的电势
C。污水中的离子浓度越高，电压表上的读数就越大。
D污水流量Q与U成正比，与a、b无关。
答案：BD
24、力传感器
(1)电子秤由：金属框架和应变片组成。
(2)电子秤工作原理：如图所示，由弹簧钢制成的梁形元件的右端固定。将应变片固定在梁的上、下表面，并在梁的自由端施加力F。梁将弯曲，上表面将拉伸，下表面将压缩。应变片上表面的电阻会增大，下表面的电阻会减小。F越大，弯曲变形越大，应变片的电阻变化也越大。如果通过应变片的电流保持恒定，则上应变片两端的电压变大，下应变片两端的电压变小，传感器输出这两个电压之间的差值。外力越大。输出电压差会更大。
题4：如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（）
A。电流表指示越大，被测汽车的质量越大。
B电流表指示越大，被测汽车的质量越小。
C。地秤的最大量程仅由弹簧的刚度系数决定，与电路的相关参数无关。
D把图中的电流表换成电压表，也可以测量汽车的质量。
答案：A
25、测定压力的电容式传感器
当待测压力F作用于可动隔膜电极时，隔膜会发生变形，从而引起电容的变化。如果电容器与灵敏的电流表和电源串联形成闭合电路，当F向上压隔膜电极时，电容器的电容量将增大。如果电流表有读数，则压力F发生变化（如图所示）。
题5：传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么以下说法正确的是（）
A.当F向上按压隔膜电极时，电容会减小
B、若电流表有指示，则压力F发生变化。
C、如果有电流通过电流表向右流动，则压力F增大。
D.如果电流表有电流向右流动，则压力F减小。
答案：BC
传感器将在各个领域得到越来越广泛的应用。例如，在工业上，可以制成高度计、工业自动控制温度传感器、湿度传感器、天气预报仪、位移传感器等；日常生活应用：人体光敏开关、路灯控制报警器、门窗报警器、家用燃气报警器等；应用于医疗领域：微型高频超声波传感器、光纤生物医学传感器等。
同步训练：
参考答案：1.B、2.A、3.A、4.BD、5.C、6.AD、7.BC、8.B
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