传感器3—创新作业本.doc

3.传感器的应用（二）传感器的应用试验基础训练1下列器件是应用光传感器的是（ ）A机械式鼠标器 B汽车的倒车告警仪 C测温仪D电子称E话筒 F火灾报警器2 用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是（ ）A红外报警装置B走廊照明灯的声控装置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3下列说法中正确的是（）A机械式鼠标器中光传感器就是两个红外接收管，它的作用就是光信号（红外线脉冲）转换成电信号（电脉冲）B机械式鼠标器中光传感器是由两个滚轴，两个码盘，两个红外线发射管（LED）和两个红外接收管组成的C火灾报警器中光传感器是光电三极管，它的作用也是把光信号转换成电信号D火灾报警器是利用烟雾对光的散射作用来工作的4关于电饭锅的说法正确的是（ ）A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B铁氧体在常温下具有铁磁性,温度很高时失去铁磁性C用电饭锅烧水,水开时能自动断电D用电饭锅煮饭时,若温控开关自动断电后,它不能自动复位5如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它是由电源、光电管(A、K)、放大器、电磁继电器(MN)等几个部分组成，当用绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法中正确的是( )A图中a端为电源的正极B放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N吸住C若增大绿光的照射强度，光电子最大初动能增大D改用蓝光照射光电管的阴极K时，电路中仍有光电流6如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，图中R0表示该电阻在0时的电阻值，已知图线的斜率为k。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、电流表A（内阻不计）、滑动变阻器R串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。（1）根据图甲，温度为t（t0）时电阻R的大小为_。（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、R（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t_。（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10到20的正中央，则测量值_15（填“大于”、“小于”或“等于”）。7 某同学用时间传感器代替秒表做“用单摆测重力加速度”的实验,他的设计如图实甲所示;长为L的摆线一端固定在铁夹台上,另一端连接一质量为m,半径为r的小球,在摆线上紧邻小球处套有一小段轻细挡光管,当单摆摆动到平衡位置时,挡光管就能挡住从光源A正对光敏电阻R1发出的细光束,信号处理系统就能形成一个电压信号,如图乙所示,R2为定值电阻.（1）某同学用10分度的游标卡尺测小球的直径,如图丙所示.正确的读数是 mm.（2）R1两端的电压U与时间t的关系如图乙所示,则用此装置测得单摆的周期为 .（3）当有光照射R1时,信号处理系统获得的是 （填“高电压信号”或“低电压信号”）.8.用光敏电阻为传感器,利用以下器材:滑动变阻器、交变电源、继电器、灯泡、开关、导线等.设计安装一个白天自动关灯、夜晚自动开灯的路灯自动控制装置.（1）请写出所缺器材.（2）画出电路原理图,并简要说明其工作原理.9.一热敏电阻阻值随温度变化的图象如图甲所示,请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路,当温度高于某一值后红色指示灯亮,而温度低于这一值时绿色指示灯亮,并且说明滑动变阻器的作用. 给你的器材有:如图乙所示的继电器一只（a、b为常闭触点,c、d为常开触点）、热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干.10. ABDC如图所示，为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ，小车速度的表达式为，行程的表达式为11.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约45.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3 V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5 k）,滑动变阻器（020）、开关、导线若干.（1）在下面方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.（2）根据电路图,在下图的实物图上连线.（3）简要写出完成接线后的主要实验步骤 。12.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中t1=1.010-3s，t2=0.810-3s(1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度t3提高训练1.集成块74LS14上Vcc和GND两个针脚的作用是 （ ）A. Vcc是斯密特触发器的输入端，GND是接地点B. Vcc是斯密特触发器的输入端，GND是斯密特触发器的输出端C. Vcc是电源正极的接点，GND是接地点D. Vcc是电源正极的接点，GND是斯密特触发器的输出端2.如图 (a)所示，光敏电阻R2上加上如图 (b)所示的光照，那么R2两端的电压变化可能是下图中的哪一个? ( ) 3.用两种不同的金属丝组成的一个回路，触点1 插在热水中，触点2插在冷水中，如图所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法中正确的是（ ）A该实验违反能量守恒定律B该实验中有部分内能转化成为电路的电能C该实验中热水的温度与冷水的温度相差越大，电流表偏转越明显D该实验中热水的温度升高，冷水的温度不变化保护电阻氧化锡传感器R0甲0CO浓度电导乙V4. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)CO浓度曲线，如图乙所示在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是 ( )0U0c0U0c0U0c0U0cACDB5.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈P为可经O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求其工作方式是（ ）AA与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联BA与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联CC与 D接信号电压，A与B可跟被控电路串联DC与 D接信号电压，A与B可跟被控电路并联6如图所示是一火警报警器的部分电路示意图其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器当传感器R2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（ ）AI变大，U变大BI变大，U变小CI变小，U变大DI变小，U变小7.如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端 A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平在天暗时路灯（发光二极管）会点亮，下列说法中正确的是（ ）A天暗时Y处于高电平B天暗时Y处于低电平C当R1调大时A端的电压降低，灯（发光二极管）点亮D当R1调大时A端的电压降低，灯（发光二极管）熄灭8.如图是空调器中的传感器，制冷时，空调器通过室内热交换器上的温度传感器TA检测温度的变化，实现室内温度的自动控制。TA为一个热敏电阻，和R1串联后加5V电压，当温度上升时，TA上的分压值减小，电阻R1上的电压增大，输入到控制电路，使压缩机、室外风机等运行。压缩机运行后温度下降，R1上的电压值降低到一定值时，控制电路关闭压缩机和室外风机。 (1)这是一个将_转化为_信号的传感器。AYLEDR330+5V (2)由题中可知，TA的导电特性是：温度越高，其电阻值_；温度越低，其电阻值_. 9.如图为电平检测器的示意图，使用时，将检测器的输入端A接到被测点，如果LED发光，则被测点为 电平。10. 用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。 11.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图所示，试设计一个温控电路要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程12.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。（1） 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。R1 光敏电阻,符号 灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号 R2保护电阻,符号电磁开关，符号 蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。 （2） 回答下列问题：如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻的阻值范围为 。在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答： 。任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答： 。参考答案基础训练：1.AF 2.A 3. ACD 4.BD 5. ABD 6. （1）R0+kt （2）t = （3）小于7.（1）20.8 （2）2T0 （3）低电压信号8.（1）要安装这样的路灯自动控制装置,缺少以下器材和元件:光敏电阻,电池.（2）装置电路图如图所示,其工作原理简述如下:合上开关S,在白天时有光照射光敏电阻,其阻值变小,电流变大,调节滑动变阻器,使电流达到继电器的动作电流,继电器吸动铁片开关,路灯脱离交流电源而熄灭（滑动变阻器调节好以后不再变动,也可用固定电阻代替）.到夜晚,光线变暗,光敏电阻阻值变大,电流变小,继电器的电磁铁吸铁片的力减弱,在弹簧的弹力作用下,接交流电源的开关重新闭合,灯泡又开始发光.9.（1）设计的电路图如下图所示.（2）此方案中滑动变阻器的作用:主要是通过调节满足对热敏电阻的要求.10 C轮的齿轮总数p和D轮的半径R 11. （1）电路图如图所示（2）实物图如图所示（3）往保温杯中加一些热水,待温度稳定时读出温度计值;调节滑动变阻器,快速测出几组电流表和电压表的值;重复步骤、,测量不同温度下的数据;绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线.12. (1)角速度(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动 (3) 提高训练：1.C 2. B 3.BC 4. D 5. A 6. D