第三节传感器的应用

第3节传感器的应用(二)1.感温铁氧体：感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了

，不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“

”.铁磁性居里点手动开关接线螺丝触点永磁铁电热板内胆底转轴感温铁氧体一、温度传感器的应用——电饭锅1、如图所示是电饭锅的结构，试回答下列问题：(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？(3)饭熟后，水分被大米吸收．锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？手动开关接线螺丝触点永磁铁电热板内胆底转轴感温铁氧体2如图所示，图(甲)为热敏电阻的R-t图象，图(乙)为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱电路，继电器线圈的电阻为150Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池电动势E=6V，内阻可以不计.图中“电源”是恒温箱加热器的电源.(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的阻值应调节为多少？

由(甲)图线知，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，因而电磁继电器电路中的电流增大，当电流增大到20mA时，衔铁被吸下，触点与A分离而与C接触，此时应该断开加热电路，所以加热器应接在A、B之间.(1)应将加热器接在A、B端.(2)由图(甲)查出热敏电阻在100℃时，电阻阻值为50Ω，依据欧姆定律，推得

2．传感器应用电路设计——光控开关电路

如图所示，是用发光二极管(LED)模仿路灯的光控电路，Rg为光敏电阻，R1是变阻器，斯密特触发器是具有特殊功能的非门．当天色较亮时，光敏电阻Rg的阻值较小，输入端A电平较低，输出端Y电平较高，路灯不亮；当天色较暗时，光敏电阻Rg的阻值较大，输入端A电平较高，输出端Y电平较低，路灯发光．若想要天色更暗时路灯才会点亮，可以将可变电阻R1阻值调大一些．

例题2如图

所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，RG

为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2

为330kΩ，则：(1)试分析此电路的工作原理；(2)如果要使此路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节R1的阻值？并说明原理．

当天色较亮时，光敏电阻Rg的阻值较小，输入端A电平较低，输出端Y电平较高，路灯不亮；当天色较暗时，光敏电阻Rg的阻值较大，输入端A电平较高，输出端Y电平较低，路灯发光．若想要天色更暗时路灯才会点亮，可以将可变电阻R1阻值调大一些．例题3

图是电饭煲的电路图，S1

是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开．S2

是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；当温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．(1)分析电饭煲的工作原理；(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率比值(3)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？

解析：电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1.这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2

自动断开，S1仍闭合；水烧干后，温度升高到103℃时，开关S1

自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2

又自动断开，再次处于保温状态．

(3)如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1

被短路，功率为P1，温度上升到80℃时，S2

自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2

自动闭合……温度只能在70℃～80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．答案：(1)见解析(2)12∶1(3)见解析

规律总结：分析电饭煲的工作原理，关键的地方一是控温开关S1，超过居里点会自动断开；二是S2

自动控温开关低于70℃时会自动闭合，高于80℃时会自动断开.掌握了两个开关的特点，也就会分析电饭煲的工作原理了.应用电功率P＝U2

R求解时，必须是纯电阻电路，而题目中电路恰好就是.许多会议室、宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器应用的又一实例。二、光传感器的应用——火灾报警器二、光传感器的应用——火灾报警器报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．

例题4如图禽所示馒，M是一转小型查理想侮变压欣器，馒接线叮柱a、b接在趣电压u＝31暮1s趁in亲3拳14t(V食)的正聚弦交恒流电柜源上康，变殊压器谦右侧类部分难为一枝火警应报警提系统来原理和图，尤其中R2为用努半导灶体热例敏材擦料制敲成的罗传感庭器，床电流酸表A2为值超班室祥的显局示器再，显飞示通已过R1的电镜流，活电压吓表V2显示朋加在拘报警且器上颠的电符压(报警轰器未丧画出)，R3为一弟定值甲电阻氏．当切传感踏器R2所在仓处出那现火足警时樱，以妖下说的法中督正确搁的是A．A1的示杀数不切变，A2的示艰数增容大B．A1的示样数增位大，A2的示完数增脉大C．V1的示画数增纷大，V2的示圾数增妻大D．V1的示站数不遇变，V2的示糖数减连小答案佣：DA．A1的示木数不丹变，A2的示走数增伴大B．A1的示索数增佩大，A2的示低数增惨大C．V1的示荒数增追大，V2的示喉数增复大D．V1的示习数不帽变，V2的示恨数减其小解析标：出现拍火情树时，倍环境版温度闯升高灰，使规得热寺敏电诵阻R2的电阻减时小，李但变弦压器寺输入誉电压贸没有必变，V1示数浆不变谎，变烛压器夸的输出电角压不罚变，倡但输舞出回路吸的总救电阻柔减小烂，输抽出电组流增唤大，R3两端电昆压增搅大，纹所以V2的示解数减填小．R1中电李流减呆小，A2的示播数减小与．输争出电在流增逃大，容匝数疤比不撤变，脖输入央电流缝增大者，A1的示设数增大趴．答案扮：DA．I变大且，U变大B．I变大财，U变小C．I变小括，U变小D．I变小寻，U变大5．如图今所微示是蚊一火馋警报轮警器霸的部勿分电兰路示滤意图揭，其殿中R3为用坑半导师体热总敏材墨料制脆成的霉传感戚器．怎值班家室的落显示柄器为享电路规中的溜电流疮表，a、b之间乒接报愁警器锄．当脑传感盾器R3所在番处出挠现火减情时弄，显喷示器搬的电欢流I、报脱警器兴两端灶的电密压U的变留化情捏况是立（螺）答案缺：C解析粗：出现字火情怖时，束环境究温度笔升高妹，使保得热石敏电抗阻R3的电阻减居小，R2与R3并联寨，总售电阻纤将变绒小，金这部保分获塔得的电乔压减散小，即R2两端解电压孕减小当，所陆以电粉流表伙读数灶减小惧．外护电路聪的总卡电阻绝减小，娱所以物外电浸压即区报警您器两星端的劳电压恐减小筒，C正确冶．答案恒：C6．用如册图所凭示的证装置注可以挎测量他汽车旷在水匙平路蜘面上五做匀拢加速贩直线幻玉运动镇的加兵速度鸣，该告装置恒是在药矩形匹箱子兆的前近、后估壁上忘各安催装一疮个由蚁力敏冶电阻鉴组合轰成的购压力秋传感拔器，轮用两蹲根相搞同的桌轻弹倍簧夹泻着一康个质株量为2.胁0炼kg的滑背块，永滑块训可无某摩擦徒滑动访，两描弹簧锦的另软一端妖分别冲压在巩传感哪器a、b上，誉其压热力大障小可边直接桥从传遇感器次的液事晶显润示屏郊上读滴出．盆现将亩装置德沿运巾动方遣向固声定在朵汽车裁上，洋传感姜器b在前苹，传到感器a在后暂．汽席车静技止时废，传避感器a、b的示诱数均岭为10抄N．(g取10再m变/s2)(1购)若传笛感器a的示牲数为14英N，b的示穗数为6.辟0浪N，求御此时取汽车祖的加搭速度怎大小棉和方周向．(2却)当汽奖车以称怎样观的加遵速度含运动社时，纯传感交器a的示符数为顶零．(1识)4若m护/s2向右(2认)1借0戒m/盘s2向左7.有定激值电扮阻、手热敏策电阻辈、光马敏电舟阻三苗只元终件，逐将这统三只询元件昏分别意接入遮如图虾所示嘱电路歉中的A、B两点巧后，镜用黑苏纸包转住元注件或虎者把雀元件套置入和热水忘中，书观察康欧姆麦表的贸示数攀，下物列说铲法中情正确塔的是(岂)A．置己入热肯水中趴与不围置入虫热水羞中相焰比，酸欧姆虹表示乔数变钞化较小大，游这只足元件社一定滨是热斤敏电渡阻B．置窝入热狼水中涛与不涨置入井热水麦中相粱比，德欧姆原表示显数不方变化幸，这溪只元丽件一屠定是多定值貌电阻C．用泥黑纸触包住灰元件亚与不棒用黑鸟纸包隆住元摔件相符比，稍欧姆华表示强数变则化较季大，切这只衰元件界一定滥是光常敏电秧阻D．用浑黑纸蹦包住离元件柏与不木用黑政纸包租住元呜件相祸比，宗欧姆册表示狼数相很同，裙这只猴元件英一定户是定舌值电咱阻答案腾：AC解析骄：本题法考查之了热逼敏电胀阻、让光敏铸电阻李、定益值电斤阻的碑特性巧．热勿敏电晚阻的漏阻值边随温雾度变额化而鲁变化所，定卵值电耕阻和裁光敏答电阻牌的阻京值随落温度次变化哀不明吐显；肃光敏兵电阻车的阻立值随送光照洗变化筝而变项化，欲定值跑电阻摔和热咬敏电我阻的岩阻值悦不随唐之变勾化．常用踪蝶的电