第五章测控上交传感器3(其它)

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上海向东中学高中物理选修二第五章《传感器》知识点(答案解析)

一、选择题1．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。

R是光敏电阻，0R是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（）A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间C．增大保护电阻0R阻值可延长每天路灯照明时间D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间2．下列说法正确的是（）A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量3．下列用电器主要利用了电磁感应原理的是（）A．激光打印机B．直流电动机C．电磁炉D．电熨斗4．下列关于传感器说法正确的是（）A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高5．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计。

他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I一U曲线，如图甲所示，再将该热敏电阻R t，与某一定值电阻串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示。

下列说法中正确的是（）A ．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大B ．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度越高C ．温度越高，整个电路消耗的功率越小D ．若热敏电阻的阻值随温度均匀变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的6．如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。

常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（）A ．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B ．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警C ．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮D ．要提高报警时的警戒温度应使导线AB 短些7．如图所示为一种常见的电子台秤，质量为0M 的秤盘置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，当秤盘没有放入物体时，传感器输出电压为0U ，将某物体放置于秤盘，传感器输出电压为U ，则该物体的质量为（）A ．00M U U B ．00M U U C ．()000M U U U - D ．()00M U U U- 8．如图所示，甲为在温度为10C 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻120k ΩR =、210k ΩR =、340k ΩR =，t R 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线U≤时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发如图乙所示，a、b端电压0abU>时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，使箱内温度升高；当a、b端电压0ab热，则恒温箱内的温度可保持在（）A．10C B．20C C．35C D．45C9．下列说法中正确的是（）A．硅、锗不属于半导体B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大C．N型半导体的载流子以空穴为主D．PN结是构成晶体二极管的基础，不是构成三极管的基础10．机器人可以通过外部传感器来感知外部环境和外界事物，下列说法有误的是（）A．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而增大B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，阻值一定随光亮度增加而减小C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音D．压力传感器可以使其有“手感”11．在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。

_新教材高中物理第五章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置课件新人教版选择性必修第二册

[解析] 如图所示，当有光照且光照较强时，光敏电阻的阻值变小，使得干簧管继电器线圈中有较大的电流，从而产生磁场，导致两个铁质簧片闭合，最终使得蜂鸣器发声。
[答案] 如解析图所示
[针对训练] 传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。某热敏电阻 RT 阻值随温度变化的图像如图甲所示，图乙是由该热敏电阻 RT 作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
解析：该模拟电路的工作原理是：由光敏电阻感知光照强度变化，调节电磁铁线圈中电流的大小，即可调节电磁铁磁性的强弱，吸下或者释放衔铁，从而控制灯的亮灭，即达到天亮灯熄、天黑灯亮的效果。因为天亮时光照强度大，光敏电阻阻值较小，电磁铁线圈中电流较大，磁性较强，可将衔铁吸下；又因为天亮时需要使灯熄灭，所以灯应接在 A、B 之间。电路连线时直接将 D、E 两端与光敏电阻、滑动变阻器、开关以及电源串联即可。电路如图所示：
敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度变化而发生变化的元件(照度可以
反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为 lx)。某光敏电阻 RG 在不同照度下的阻值如下表所示。
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1．0 1．2
电阻/kΩ
Байду номын сангаас
75
40
28
23
20
18
(1)根据表中的数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点；
光控开关的应用
[例题 2] 如图甲所示是一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据丙图所给器材设计一个路灯自动光控电路。要求有光照时路灯不亮，无光照时路灯工作。

《传感器与测控技术》课件

06
CATALOGUE
传感器与测控技术的应用实例
在工业自动化中的应用实例
要点一
总结词
要点二
详细描述
传感器在工业自动化中发挥着关键作用，能够提高生产效率和产品质量。
传感器在工业自动化中的应用包括温度、压力、流量、物位等参数的测量和控制，以及机器视觉和运动控制等方面。通过使用传感器，可以实现精确的测量和自动控制，提高生产效率和产品质量，降低能耗和减少人工干预。
信号调理电路
对传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，以适应后续电路的需求。
微控制器或计算机
作为测控系统的核心，实现对数据的处理和控制。
传感器
用于采集被测对象的物理量，如温度、压力、位移等。
A/D转换器
将模拟信号转换为数字信号，便于微控制器或计算机进行处理。
执行机构
根据控制信号执行相应的动作，如驱动电机、控制阀门等。
《传感器与测控技术》 ppt课件
CATALOGUE
目录
• 传感器概述 • 传感器的工作原理 • 常用传感器介绍 • 测控技术基础 • 测控系统的设计与实现 • 传感器与测控技术的应用实例
01
CATALOGUE
传感器概述
传感器的定义与分类
总结词
了解传感器的定义和分类是掌握传感器技术的基础。
详细描述
在环境监测中的应用实例
总结词
传感器在环境监测中具有广泛的应用，能够实时监测环境质量和预测污染趋势。
详细描述
传感器在环境监测中的应用包括空气质量、水质、噪声、土壤等参数的监测。通过使用传感器，可以实时监测环境质量和预测污染趋势，为环境保护和治理提供科学依据。
在医疗领域中的应用实例

【单元练】上海上海音乐学院实验学校高中物理选修2第五章【传感器】(含答案)

一、选择题1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。

小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图所示，下列判断正确的是（）A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动D解析：DAB．在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB错误；CD．在t2～t3内，I不变，压力恒定，且电流比初始电流大，因此小车做匀加速直线运动，故C错误，D正确。

故选D。

2．如图所示电路中，E为电源（内阻为r），R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，R1为光敏电阻（其阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想电压表，开关S闭合后，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。

下列说法正确的是（）A．若仅将R4的滑片向下移动，电压表的示数将变大，电源效率将变大B．若仅将R4的滑片向下移动，R2消耗的电功率将变大，带电微粒将向上运动C．若仅增大光照强度，R4消耗的电功率将变小D．若仅增大光照强度，将有电流向下通过R3A解析：AA．若仅将R4的滑片向下移动，R4变大，外电路总电阻变大，路端电压即电压表的示数变大，电源效率变大，故A 正确；B ．若仅将R 4的滑片向下移动，R 2和R 4并联部分的电阻变大，分压变大，R 2消耗的电功率变大，电容器两端的电压减小，带电微粒将向下运动，故B 错误；C ．若仅增大光照强度，R 1减小，R 4分压变大，消耗的电功率变大，故C 错误；D ．若仅增大光照强度，R 1减小，分压减小，电容器放电，R 3中有向上的电流通过，故D 错误。

故选A 。

3．如图所示，12R R 、为定值电阻，L 为小灯泡，3R 为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小，当光照强度增强时（）A ．电压表的示数减小B ．2R 中电流减小C ．小灯泡的功率减小D ．电路的路端电压增大B解析：B A ．当光度增强时，光敏电阻R 3的阻值减小，故电路的总阻值減小，总电流增大，由11U IR ＝可知电压表的示数增大，A 错误；B ．R 2两端的电压21U E I R r知R 2两端的电压减小，故通过R 2的电流减小，B 正确；C ．由2L I I I =＋知I L 增大，故小灯泡的功率增大，C 错误；D ．电路的路端电压U E Ir =-总电流增大，故路端电压减小，D 错误。

高中物理选择性必修件第五章认识传感器

时间测量
在物理实验中，常常需要精确测量时间，如使用光电门传感器测量物体通过某一点的时间。
验证物理定律实验
牛顿第二定律验证
通过加速度传感器测量物体的加速度，结合已知的质量和合外力
，验证牛顿第二定律。
动量守恒定律验证
在碰撞实验中，使用速度传感器分别测量碰撞前后两物体的速度，从而验证动量守恒定律。
流量传感器
监测管道中液体或气体的流量，实现精确的流量控制，保证生产过程的稳定性和效率。
环境保护领域应用
空气质量传感器
监测大气中的PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等有害物质的含量，为环境保护提供数据支持。
水质传感器
用于监测水体中的PH值、溶解氧、浊度、重金属离子等参数，评估水环境质量。
高中物理选择性必修件第五章认识传感器
汇报人：XX
20XX-01-19
CONTENTS
• 传感器概述 • 传感器技术基础 • 常见传感器类型及其工作原理 • 传感器在物理实验中的应用 • 传感器在日常生活和工业生产
中的应用 • 传感器技术发展趋势与挑战
01
传感器概述
定义与分类
传感器定义
传感器是一种能够将非电学量（如温度、压力、光强等）转化为电学量（如电压、电流等）的装置。
应用领域
传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。
重要性
传感器技术的发展对于推动科技进步、提高生产效率和生活质量具有重要意义，是现代信息技术的重要组成部分。
02
传感器技术基础
敏感元件及转换电路
敏感元件
指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，如热敏电阻、光敏电阻等。
转换电路

传感器课程设计任务书及指导书

传感器课程设计任务书及指导书上海交通大学精密仪器教研室二零一二年十月重要时间节点：第1周第一次课，设计题目讲解，学生选题；第3周最后一次课前，完成电路原理图设计。

目录第一章总论 (3)1-1 《传感器》课程设计的目的 (3)1-2 《传感器》课程设计的内容 (3)1-3 设计时应注意的事项 (3)1-4 设计题目 (4)第二章电阻应变式传感器 (5)2-1 电阻应变式称重传感器原理 (5)2-2 设计用传感器介绍 (6)2-3 任务与要求 (7)第三章差动螺管式电感位移传感器 (8)3-1 电感式位移传感器测量原理 (8)3-2 传感器测量测头 (8)3-3 任务与要求 (9)第四章差动变压器式位移传感器 (10)4-1 差动变压器式位移传感器工作原理 (10)4-2 设计用传感器介绍 (11)4-3 任务与要求 (12)第五章压电式测速传感器 (13)5-1 压电式力传感器工作原理 (13)5-2 设计用传感器介绍 (14)5-3 任务与要求 (15)第六章光电编码器 (16)6-1 光电编码器 (16)6-2 设计用传感器介绍 (17)6-3 任务与要求 (21)第七章光栅位移传感器 (22)7-1 光栅位移传感器工作原理 (22)7-2 设计用传感器介绍 (233)7-3 任务与要求 (29)第一章总论1-1《传感器》课程设计的目的《传感器》课程设计是《传感器》课程的一个重要教学环节，通过这个教学环节要求达到下列几个目的：1．通过课程设计，把在《传感器》及其他有关先修课程《机械制图、精密仪器设计、电工理论基础、模拟电路、数字电路、单片机等》中所获得的知识在传感器设计、装配、调试中综合加以运用，使这些知识得到巩固，并使理论知识与实践相结合，培养工程实践及科学研究的基本技能；2．通过课程设计，加强同学对几种传感器原理的感性认识，加深对课堂的理解，增强动手能力；3．通过这个设计初步培养同学对传感器设计的独立工作能力和分析问题、解决问题的能力。

福建工程学院传感器复习要点

伏特效应。（1）外光电效应：在光的照射下，材料中的电子逸出物体表面向外发射的现象。（2）内光电效应：当光照射在物体上，材料的电阻率发生变化的现象。（3）光生伏特效应：在光线作用下能够使物体内产生一定方向的电动势的现象。类别外光电效应内光电效应光生伏特效应光电效应，都受红限频率等的影响相同位置不同还原性强的金属中半导体中 PN 结中对应的光电器件光电管、光电倍增管光敏电阻光电池、光敏二极管、光敏三极管
----------------------------认真，是一种态度--------------------------第1章 1.传感器的静态特性（1）线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率及阈值。（理解定义、公式 P5）（2）拟合直线：拟合直线就是传感器制造商提供给使用者的产品输入输出曲线（直线），当然同时还会提供非线性误差。（3）非线性误差：在采用直线拟合线性化时，输入输出的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差，用相对误差来表示，即
Lmax 100% （无量纲） YFS
L
式中，ΔLmax 为非线性最大偏差；YFS 为实际输出满量程。
-1-
传感器复习要点-林航吐血手残摘抄版
非线性误差的大小是以一定的拟合直线为基准而得出来的。（4）理论线性度和端点线性度（理解，知道求法 P6）
是一种习惯-------------------------------------------------------优秀，

不索何获-----------------------------------------------------人生在勤，
第6章 1.正、逆压电效应的定义（记忆）（1）正（顺）压电效应：某些电介质沿着一定方向对其施加力而使它变形时，由于内部产生极化现象，其两表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随着改变；受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

上海市考研测控技术与仪器复习资料传感器与测量技术

上海市考研测控技术与仪器复习资料传感器与测量技术传感器与测量技术是现代测控技术与仪器领域的重要组成部分，广泛应用于各个领域，包括自动化控制、环境监测、医疗设备等。

上海是我国科技创新的重要城市之一，拥有众多优秀的高等院校和科研机构，为培养专业人才提供了良好的环境和资源。

本文将对上海市考研测控技术与仪器复习资料传感器与测量技术进行相关内容的介绍和分析。

一、传感器的基本原理与分类1. 基本原理传感器是将被测量物理量转化为可测量的电信号的装置。

它基于某种物理效应或原理的变化，将被测量的物理量转换为电信号输出，以实现测量目的。

常见的物理效应包括压力、温度、湿度、光照等。

2. 分类与应用根据测量原理和应用领域的不同，传感器可以分为多种类型，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器等。

这些传感器在工业控制、环境监测、农业生产等领域都有广泛的应用。

二、测量技术的基本原理与方法1. 基本原理测量技术是指通过采集被测量物体或系统的相关参数，并根据一定的规则和方法转换为所需的电信号或物理量以进行测量、监测和控制的技术。

基本原理包括测量误差、灵敏度、准确度等。

2. 测量方法测量方法根据被测量的物理量和测量目的的不同而有所区别。

常见的测量方法包括电阻式测量、回路分析法、电磁式测量、光学测量等。

它们通过不同的手段和装置实现对被测量物理量的准确测量。

三、上海市考研测控技术与仪器复习资料概述上海市作为我国科技创新的重要城市之一，拥有丰富的测控技术与仪器研究资源和高水平的师资力量。

在考研复习中，积累一定数量和质量的复习资料是十分重要的。

上海市考研测控技术与仪器复习资料是一套涵盖全面、内容准确的备考资料，它可以帮助考生全面了解测控技术与仪器的相关知识点和应用。

四、测控技术与仪器复习资料的价值与应用1. 价值上海市考研测控技术与仪器复习资料具有重要的教学和学习价值。

它是考生备考过程中非常重要的参考材料，包括理论知识点的讲解与应用实例的辅助解析，能够帮助考生更好地掌握和理解相关知识点。

传感器课程标准

传感器与检测技术课程标准课程编码：01055319课程类别：专业课程适用专业：机电一体化授课单位：机械工程系学时：48 编写执笔人及编写日期： 2011-6学分：审定负责人及审定日期：一、课程定位1.课程性质与作用本课程是机械类专业课程，是课程开发小组根据机电一体化专业人才培养方案，通过分析学院办学定位，对专业职业工作岗位进行整体分析形成的理实一体化课程。

它的授课对象为即将成为机械及电气设备等行业生产第一线的技术人员的2年级学生，本课程主要研究各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法，主要包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容。

通过学习检测与转换技术的基本理论和方法，使学生掌握检测与转换技术的基本概念、基本理论以及常用传感器的工作原理、检测电路和典型应用，熟悉和了解信号处理变换及抗干扰等常用技术，为今后的工作及其它专业课程的学习奠定基础；使学生了解和掌握传感器的原理和应用技巧；培养学生灵活应用检测与转换技术，发现和解决新问题的创新能力。

在学习这门课程之前，要先修高等数学、电工技术、电子技术、单片机原理及接口技术等课程，学生学完这些课程，能够具备本课程要求的电气基础；其后续课程为：数控机床的故障诊断与维修、机床电气控制与PLC、机电产品的安装与调试等专业主干课程。

课程建设的定位是：淡化专业、拓宽基础、强化实践，为学生后续专业课程的学习及从事科研活动打下扎实的基础。

2.课程基本理念本课程是应用性很强的课程，采用“理论与实践一体化”的教学模式，课程内容设计了大量的应用案例，尤其是促进创新思考的应用案例，理论联系实际效果明显。

对大学生利用创新基地，应用课程知识，培育创新思维发挥了重要作用。

课程标准在教研室的指导下，由课程组负责编写。

课程标准在编写时体现以下课程基本理念：多元智能的学生观：根据高职学生具有形象思维的智能结构和类型，要采取适合的培养模式，发掘潜能，发展个性；多让学生体验开启智慧和增强自信的经历，提高学生学习兴趣。

传感器及其应用教学

4.电容传感器（1）测定角度θ：
动片
θ
定片
（3）测定压力F：
固定电极可动电极
（2）测定液面高度h：
金属芯线电介质
导电液体
（4）测定位移x：
极板
电介质
待测压力F
x
极板
电容传感器把力学量转换为电容这个电学量。
5.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．
A．电压表的示数增大 BC．．R小2中灯电泡流的减功小率增大 D．电路的路端电压增大
２.热敏电阻（1）材料：半导体（2）特性：
热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_减__小__，具有负温度系数热敏电阻R-T关系示意图
R
温度传感器
o
T
3.金属热电阻金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系有何不同？金属导体的电阻能随温度升高而升高
生物传感器
转换发光生物传感器
生物传感器
三、传感器的一般结构 • 传感器一般由敏感元件、转化元件、转换电
路组成，有时还需要加辅助电源。
四、敏感元件种类
1.光敏电阻
光照情况
受光表面暴露受光表面遮住
电阻阻值
电阻小
电阻大
光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
为例光题敏1．电如阻图，所当示照，射R光1、强R度2为增定大值时电，阻（，ALB是C小灯）泡，R3
物理传感器
加速度计
力传感器

上海市考研测控技术与仪器复习资料传感器原理与应用核心内容总结

上海市考研测控技术与仪器复习资料传感器原理与应用核心内容总结传感器是测控技术与仪器中不可或缺的重要组成部分，它可以将被测量的物理量转化为可感知的电信号，从而实现测量、控制和监测等功能。

本文总结了传感器的原理与应用的核心内容，希望能够帮助考生们在上海市考研测控技术与仪器的复习中更好地掌握相关知识。

一、传感器分类与基本原理1. 传感器分类传感器可以按照其测量原理、测量对象和输出信号等多个方面进行分类。

常见的分类方式有压力传感器、温度传感器、光电传感器、气体传感器等。

2. 传感器的基本原理传感器的基本原理是根据感知对象的特性来选择相应的测量原理。

例如，压力传感器利用压阻效应或压电效应实现对物体压力的测量，温度传感器则通过热电效应或热敏电阻等方式来测量物体的温度。

二、传感器的应用领域传感器的应用涉及各个领域，以下是其中的几个典型应用领域的介绍。

1. 工业自动化领域在工业自动化领域，传感器广泛应用于生产过程的监测与控制中。

例如，压力传感器用于测量管路内流体的压力，光电传感器则用于检测物体的存在与否。

2. 医疗健康领域传感器在医疗健康领域的应用主要包括监测和诊断方面。

例如，心电传感器可以实时监测患者的心电信号，血压传感器用于测量患者的血压。

3. 环境监测领域传感器在环境监测领域具有重要的作用。

例如，温湿度传感器可以实时测量环境的温度和湿度水平，气体传感器用于检测环境中有害气体的浓度。

4. 智能交通领域传感器在智能交通领域有着广泛的应用。

例如，车速传感器可以测量车辆的速度，光电传感器用于检测车辆的存在与否。

三、传感器的发展趋势传感器技术在不断发展与创新中，以下是传感器的发展趋势的概述。

1. 微型化随着科技的进步，传感器呈现出微型化的趋势。

微型传感器具备体积小、重量轻等特点，适用于一些特殊环境和精密测量场合。

2. 智能化智能传感器可以实现自主决策、数据处理和通信功能，大大提高了测量的精确性和可靠性。

3. 多功能化传感器在满足基本测量功能的同时，越来越多地结合其他功能，形成多功能一体化传感器。

上海交通大学新型传感器第五章磁敏传感器

第五章磁敏传感器51概述5.1 概述霍尔式传感器5.2 半导体磁敏传感器磁敏电阻5.3 磁通门传感器结型磁敏元件5.4 磁共振传感器质子旋进式磁敏传感器光泵式磁敏传感器超导量子干涉器磁敏传感器磁共振传感器*核磁共振简介5.1 概述一、有关磁场的几个基本物理量磁通量：垂直穿过某一截面积S的磁力线总数，用Φ表示，单位韦伯(Wb)。

(磁通密度)：表示磁场内某点磁场强弱与方向，其值为单磁感应强度：表示磁场内某点磁场强弱与方向其值为单位面积上的磁通量，用B表示，单位是特斯拉(T)或高斯(G)。

1 T = 1 Wb/m2= 104Gs：在任何磁介质中，某点的B与同一点的磁导率μ的比值，磁场强度：在任何磁介质中某点的的比值用H表示，单位安培/米(A/m)。

< H=B/μ>磁导率μ：衡量物质导磁能力大小的物理量，μ0真空中的磁导率，μ0=4.7X10-7(T·m/A)磁场强度与磁感应强度的区别磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质(即磁场强弱和方向)的两个物理量。

由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质在磁因此磁场的强场中发生的磁化对源磁场也有影响(场的迭加原理)。

因此，磁场的强弱可以有两种表示方法：在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化而产生的磁场在在充满均匀磁介质的情况下若内时，用磁感应强度B表示，其单位为特斯拉T，是一个基本物理量；单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的磁场时)则用磁场强度H表示，其单位为A/m2，是一个辅助物理量。

决定运动电荷所受到的洛仑兹力B决定了运动电荷所受到的洛仑兹力。

在工程中，B也被称作磁通密度(单位Wb/m2)。

在各向同性的磁介质中，B与H的比值即介质的绝对磁导率μ。

二、磁敏传感器概念磁敏传感器：利用材料的电磁效应做成的对磁场敏感的器件。

注：区别磁敏传感器与磁电传感器磁电传感器：利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出。

生物医学传感器原理与应用实验指导书

由于知识更新周期大大地缩短，为了顺应生物医学工程学科的快速发展，必须深化教学改革，加强实践性教学环节，加强对学生动手能力的培养。

结合本专业要求，以及实验独立设课的特点，我们编写适合重庆邮电学院生物医学工程专业实验教学的系列专业实验教学指导书。

这套指导书加强了现代信息技术在生物医学中的应用，注重实验内容的典型性、实用性、设计性和新颖性。

力求在原理阐述上深入浅出，通过对仪器、仪表操作、电路器件设计制作、数据测试和软件编写，达到培养学生分析问题和解决实际问题的能力。

同时注重设计性，综合性实验的教学与指导，希望学生能够自己设计实验达到教学要求。

本实验指导书为生物医学工程专业《生物医学传感器原理及应用》一门课程配套的实验，实验学时为8学时，每个实验为2学时，本指导书共6个实验可以结合需要选择其中4个。

本书在编写过程中参考了许多同行的研究成果，编者在此表示感谢。

由于编者水平有限和时间仓促，难免有不足之处，希望读者提出宝贵意见，批评指正。

编者2004年8月目录前言 (1)目录 (2)实验须知 (3)实验一、压力传感器静态特性测试 (5)实验二、压力传感器动态特性测试 (7)实验三、心音传感器特性测试 (9)实验四、温度传感器特性测试 (11)实验五、心电、脉搏信号拾取和时相分析 (13)实验六、液位报警传感器电路实现 (15)实验须知一、学生实验守则实验教学是对学生进行最佳智能结构培养的必要教学环节，也是培养合格人才的重要环节。

学生应通过科学实验努力培养自己的独立工作能力、动手能力、观察能力、分析能力和创造能力；培养严肃认真的科学态度，理论联系实际和求真务实的作风；努力通过实验教学深化对所学理论知识的认识。

2023新教材高中物理第五章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置作业新人教版选择性必修第二册

3.利用传感器制作简单的自动控制装置实验1 门窗防盗报警装置(1)功能：当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。

(2)电路设计如图1，门的上沿嵌入一小块永磁体M ，门框内与M 相对的位置嵌入干簧管SA ，并将干簧管接入报警电路。

干簧管可将□01门与门框的相对位置这一非电学量转换为□02电路的通断。

(3)实验器材和装置如图2，采用干簧管作为□03传感器，用于感知磁体磁场是否存在。

继电器(虚线方框部分)作为□04执行装置。

发光二极管LED 作为电路□05正常工作提示。

发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性，而且在导电时还能发光，有红、绿、黄等多种颜色。

R 为发光二极管的限流电阻，起□06保护作用。

蜂鸣器H 作为□07报警提醒。

(4)电路工作原理闭合电路开关S ，系统处于防盗状态。

当门窗紧闭时，磁体M 靠近干簧管SA ，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K ，使继电器工作。

继电器的动触点c 与常开触点a 接通，发光二极管LED 发光，显示电路处于□08正常工作状态。

当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。

继电器的动触点c 与常闭触点b 接通，蜂鸣器H 发声报警。

干簧管在电路中起到□09传感器和□10控制开关的作用，继电器则相当于一个□11自动的双向开关。

(5)实验操作①连接电路前，要用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。

②确定各元件可以正常工作后，按照电路图所示连接电路。

③接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。

实验2 光控开关 (1)功能：在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭。

(2)实验器材和装置①晶体三极管：具有□01电流放大作用，在控制电路中常用作□02电子开关。

三极管由三个电极组成，分别是发射极e 、基极b 和集电极c ，有NPN 型和PNP 型两种(图1)，从□03基极输入一个较小的电流，就会在□04集电极获得较大的电流。

上海控江初级中学高中物理选修二第五章《传感器》测试卷(含解析)

一、选择题1．医生将非接触式测温仪靠近但不接触病人额度，即可测得病人体温，这类测温仪利用的传感器是（）A．声音传感器B．红外线传感器C．气体传感器D．压力传感器2．某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。

如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，t R为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。

现增加光照强度，则下列判断错误的是（）A．A B、灯都变暗B．电源的输出功率变小C．电源的效率变小D．t R上电流的变化量大于0R上电流的变化量3．如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不动的金属板，a是、构成了一个电容器，且通能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，a b过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（）、板之间的电场强度不变A．a振动过程中，a b、板所带的电荷量不变B．a振动过程中，a bC．a振动过程中，电路中始终有方向不变的电流D．a板向右位移最大时，电容器的电容最大4．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。

如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。

若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（）A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电5．下列有关传感器的说法正确的是（）A．霍尔元件属于光敏元件B．半导体制成的光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大C．金属制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小D．楼道内的照明灯仅在夜晚有声音时开启，表明照明系统电路内部既有声控传感器也有光控传感器6．下列说法中正确的是（）A．硅、锗不属于半导体B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大C．N型半导体的载流子以空穴为主D．PN结是构成晶体二极管的基础，不是构成三极管的基础7．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示传感器是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，有以下说法：其中正确的是（）①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生了变化A．②④B．①④C．③④D．①③8．如图所示是一火灾报警器的电路示意图，其中2R为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。

【单元练】陕西渭南市高中物理选修2第五章【传感器】知识点

一、选择题1．在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因不可能是（）A．二极管两极接反B．R1与R G位置颠倒C．R1阻值太小D．灯泡被断路C解析：CA．由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，选项A可能；B．若R1与R G位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，选项B可能；C．若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，选项C不可能；D．灯泡断路时无法发光，选项D可能。

本题选不可能的，故选C。

2．某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。

如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，t R为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。

现增加光照强度，则下列判断错误的是（）A．A B、灯都变暗B．电源的输出功率变小C．电源的效率变小D．t R上电流的变化量大于0R上电流的变化量B解析：BA．光照强度增加，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，故电路的总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，A灯变暗，流过0R的电流增大，0R两端的电压增大，t R两端电压减小，B 灯两端的电压减小，B 灯变暗，A 正确，不符合题意；B ．由电路的输出功率和外电路电阻的关系图因不知内阻和外阻之间的关系，因此无法判断输出功率的变化，B 错误，符合题意； C ．电源的效率为U Eη=，路端电压减小，电源的效率变小，C 正确，不符合题意； D ．通过0R 的电流等于通过光敏电阻t R 的电流与通过B 灯的电流之和，根据前面的分析，通过B 灯的电流减小，而通过0R 的电流增大，故t R 上电流的变化量大于0R 上电流的变化量，D 正确，不符合题意。

故选B 。

3．用图甲所示电路测量电流表的内阻。

闭合开关S ，当变阻器的滑片滑至c 处时，电流表和电压表的读数分别为40mA 、9V ，已知图甲中热敏电阻的I --U 关系图线如图乙所示，则电流表的内阻为多少（）A ．0．14ΩB ．85ΩC ．140ΩD ．225ΩB解析：B 当电流表读数为40mA 时，说明热敏电阻的电流为40mA ，由图知热敏电阻两端电压U R ＝5.6V ，则电流表两端电压U ＝9V －5.6V ＝3.4V由欧姆定律得33.4854010mA U R I -=Ω=Ω⨯＝故选B 。

_传感器习题及部分解答(shb)共12页文档

第1章传感器的一般特性1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。

2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。

作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器1 说明电阻应变测试技术具有的独特优点。

(1)这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠；(2)易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；(3)灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量；(4)可以测量各种物理量。

2、一台采用等强度梁的电子秤，在梁的上下两面各贴有两片灵敏系数均为k = 2 的金属箔式应变片做成秤重传感器。

已知梁的L = 100mm，b=11mm，h= 3mm，梁的弹性模量E=2.1×104 N/mm2。

将应变片接入直流四臂电路，供桥电压Usr =12V。

试求：⑴秤重传感器的灵敏度(V/kg)?；⑵当传感器的输出为68mv时，问物体的荷重为多少？[提示：等强度梁的应变计算式为ε=6FL/bh2E]3 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm．在其表面粘贴八个应变片，4个沿轴向粘贴，4个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120欧，灵敏度为2，泊松系数0．3，材料弹性模量E=2.1x1011Pa。

要求；(1)给出弹性元件贴片位置及全桥电路;(2)计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；(3)当桥路的供电电压为l0V时，计算传感器的输出电压解：(1).全桥电路如下图所示(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：（3）4、以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2µε和2000µε时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。