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选修2 第五章 传感器
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常见传感器的工作原理及应用
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使用次数:118
更新时间:2020-12-22
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1.

某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应”.现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:

A.电源E(电动势3 V,内阻约为1 Ω)

B.电流表A1(00.6 A,内阻r15 Ω)

C.电流表A2(00.6 A,内阻r2≈1 Ω)

D.开关S,定值电阻R05 Ω

(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计______.

(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1A2的读数为I2,得Rx________.(用字母表示)

(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx.最后绘成的图象如图所示,除观察到电阻Rx的阻值随压力F的增大而均匀减小外,还可以得到的结论是________________________.F竖直向下时,可得Fx与所受压力F的数值关系是Rx________.

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题型:实验,探究题
知识点:常见传感器的工作原理及应用
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【答案】

        压力方向改变,其阻值不变        

【解析】

1)由于题目中没有电压表,为了比较准确测量电阻,知道电流表 的阻值,所以用电流表作为电压表使用,电流表 连在干路上,即可求出电阻的阻值,电路图的设计:

2)根据串并联和欧姆定律得:,得到:

3)从图象上可以看出压力方向改变,其阻值不变,其电阻与压力关系为一次函数,由图象可得:

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 传感器及其工作原理 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 传感器及其工作原理的定义

传感器:

1.概念:传感器指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为电路的通断。
2.传感器的作用:是把非电学量(如力、温度、光、声、化学成分等)转化为电学量(如电压、电流等)或电路的通断,从而实现很方便地测量、传输、处理或自动控制。传感器的种类很多、功能各异。常见的传感器有光敏电阻、热敏电阻、双金属温度传感器、霍尔元件。
3.原理:
4.应用一般模式:

◎ 传感器及其工作原理的知识扩展
传感器的作用是把非电学量(如力、温度、光、声、化学成分等)转化为电学量(如电压、电流等)或电路的通断,从而实现很方便地测量、传输、处理或自动控制。传感器的种类很多、功能各异。常见的传感器有光敏电阻、热敏电阻、双金属温度传感器、霍尔元件。
◎ 传感器及其工作原理的考试要求
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类题推荐:
常见传感器的工作原理及应用
难度:
使用次数:139
更新时间:2020-12-22
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1.

图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤,其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变,拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。

(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________

(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力变化的图像如图乙所示,再按图丙所示电路制作了一个简易吊秤。电路中电源电动势E15V,内阻约;灵敏毫安表量程为10mA,内阻约R是电阻箱,最大阻值是9999ΩRL接在AB两接线柱上,通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,接通电路完成下列操作.

a.滑环下不吊重物时,调节电阻箱,当电流表为某一合适示数I时,读出电阻箱的读数R1

b.滑环下吊上待测重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ

c.调节电阻箱,使_______,读出此时电阻箱的读数R2

d.算得图乙直线的斜率k和截距b

则待测重物的重力G的表达式为G=_____(用以上测得的物理量表示),测得θ=53°sin53°=0.8cos53°=0.6),R1R2分别为1052Ω1030Ω,结合乙图信息,可得待测重物的重力G=_____N(结果保留三位有效数字)。

(3)针对小明的设计方案,为了提高测量重量的精度,你认为下列措施可行的是____________

A.将毫安表换成量程不同,内阻更小的毫安表

B.将毫安表换成量程为10μA的微安表

C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱

D.适当增大AB接线柱之间的距离

题型:实验,探究题
知识点:常见传感器的工作原理及应用
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