第五章、传感器 一、选择题（共 16 题） 1．传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来方便．下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件 有（ ） A．双金属片 B．霍尔片 C．应变片 D．干簧管 2．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（　　） A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅 3．将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速 度进行检测。闭合开关 S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在 O 点，固定在小球上的变阻器滑 片停在变阻器的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光 滑绝缘杆上移动，滑片 P 随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。当火车向左加速运动时，电压表的 指针向右偏，则（ ） A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动 B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动 C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动 D．电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动 4．如图所示，会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管 LED、 光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到 LED 发出的光,呈现高阻状态．发生火灾时，下列 说法正确的是(　　) A．进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报 B．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报 C．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 D．以上说法均不正确 5．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫做“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一 种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻 R 两端电压 变得越高，反之，电压 U0 U0 就 就越低。这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内 的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，在实验室中测量它的伏安特性曲 线，得到结果正确的是（　　） A． B． C． D． 6．下面说法中不正确的是(　　) A．传感器一般不能直接带动执行机构实现控制动作 B．力传感器的敏感元件是应变片 C．应变片能把物体形变转变为电压 D．双金属片两层金属的膨胀系数完全相同 7．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发 光，该开关中有两种传感器，它们可能是( ) A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻 C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻 8．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是 ( 　　 ) A．火警报警器使用了压力传感器 B．冰箱控温系统使用了温度传感器 C．商场里的自动门使用了光传感器 D．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器 9．如图所示为用热敏电阻 R 和继电器 L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温 度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相 连接．则( ) A．当温度降低到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 C、D 端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、C 端 10．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象 称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的 按钮，压电陶瓷片就会产生 10～20 kV 的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电 陶瓷片完成的能量转化是(　　) A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能 C．光能转化为光能 D．机械能转化为电能 11．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如 图（a）所示．现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，电流表的示数如图（b）所示．下列判断正确的是（ ）． t1 t2 A．在时间 至 内，小车做匀速直线运动 t1 t2 B．在时间 至 内，小车做匀加速直线运动 t2 t3 C．在时间 至 内，小车做匀速直线运动 t 2 t3 D．在时间 至 内，小车做匀加速直线运动 12．利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计．如图甲所示为某种金属导体的电阻 R 随 温度 t 变化的图线．如果用这个金属导体做成测温探头，再把它连入图乙所示的电路中，随着测温探头处 待测温度的变化，电流表的示数也会发生变化．则在 t1 ~ t2 温度范围内（ ） A．待测温度越高，电流表的示数越小 B．待测温度越高，电流表的示数越大 C．待测温度升高，电流表的示数均匀减小 D．待测温度升高，电流表的示数均匀增大 13．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿 z 轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度 B=B0+kz（B0、k 均为常数，且 k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流 I 不变（方向 如图所示），当物体沿 z 轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在 y 轴方向的上、下表面的电势差 U 也不同。则（　　） A．磁感应强度 B 越大，霍尔元件的前、后表面的电势差 U 越大 DU B．k 越大，传感器灵敏度（ D z ）越高 C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高 D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差 U 越小 14．关于传感器的作用，下列说法正确的是（　　） A．传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断 B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断 C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制 D．电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器 15．如图所示，R1、R2 为定值电阻，L 为小灯泡，R3 为光敏电阻，当照射光强度减弱时（　　） A．电压表的示数增大 B．R2 中电流增大 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 16．巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨 磁电阻效应，巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻 R 在一定磁场作用下随磁感应强度 B 的增加而急剧减 小的特性．如图所示为检测电路的原理图，设输电线路电流为 I(不是 GMR 中的电流)，GMR 为巨磁电 阻，R1、R2 为定值电阻．已知输电线路电流 I 在巨磁电阻 GMR 处产生的磁场的磁感应强度 B 的大小与 I 成 正比，下列有关说法正确的是(　　) A．如果 I 增大，电压表 V1 示数减小，电压表 V2 示数增大 B．如果 I 增大，电流表 A 示数减小，电压表 V1 示数增大 C．如果 I 减小，电压表 V1 示数增大，电压表 V2 示数增大 D．如果 I 减小，电流表 A 示数减小，电压表 V2 示数减小 二、填空题 17．与热敏电阻相比，金属热电阻的______________好，测温范围______，但________较差。 18．温度传感器是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的，它广泛应用于电冰箱、冰柜和室内空调 等家用电器中，现利热敏电阻设计如图甲所示，电路测一特殊电源的电动势和内阻。G 为灵敏电流计，内 阻 Rg  500 保持不变； R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关 S，当 R 的温度 等于 120℃时，电流计的示数 I1  1.8mA R ，当 的温度等于 20℃时，电流计的示数为 I 2  1.05mA 。则可求 出该电源的电动势 E  ______V，内阻 r  ______  。 19．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B 为将可燃气体或 有毒气体浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻.有如下器材：U=220V 的电源、排风扇 M、继电器 G、 控制电源 A、控制开关 S.请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线___________________ . 20．广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变 化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势 E=9.0V，内电阻不可忽略，G 为内阻不计的灵敏电流表，R0 为 保护电阻，R 为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的 R-t 图象所示．则热敏电阻 R 与摄氏温度 t 的 关系为 R=______kΩ；闭合电键 S，当 R 的温度等于 40℃时，电流表示数 I1=2.25mA，则当电流表的示数 I2=3.6mA 时，热敏电阻 R 的温度是______摄氏度． 三、综合题 21．以下工作中，你认为要用什么传感器？ (1)让孵化器在一定温度下孵化禽蛋； (2)电梯超出负载时，发出报警提示； (3)使汽车排放符合国家标准的尾气。 22．如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压 U0=220V 的电源和阻值为 R0=88Ω 的电热丝组成。控制电路是由电压 U1=7.5V 的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱 R1（可取值范围为 0～120Ω）和热敏电阻 Rt 组成的，热敏电阻 Rt 的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当 控制电路的电流达到 50mA 时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。 (1)由乙图可知热敏电阻 Rt 的阻值随温度的升高而________；（选填“增大”、“不变”、“减小”） (2)求工作电路中电热丝 R0 工作时的电流和工作 5min 产生的热量； (3)如果恒温箱的温度设定为 60℃，则电阻箱 R1 应取多大阻值； (4)该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？ 23．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片 P 固定有 4 个可以形变的电阻 R1、R2、R3、R4，如图乙．图甲是它的侧面图，这 4 个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题： (1)开始时金属片中央 O 点未加任何压力，欲使电压表无示数，则 4 个电阻应满足怎样的关系？ (2)当 O 点加一个压力 F 后发生形变，这时 4 个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？参 考答案： 1．A 【详解】 常温下，双金属片不形变，当有温度时，由于膨胀系数不同，导致形变量不同，故 A 正确；霍尔片工作原 理是，当有磁场时，电