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下列器件是应用温度传感器的是:
A.电熨斗
B.话筒
C.电饭锅
D.测温仪
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略
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传感器的输出量通常为( )
A.非电量信号
B.电量信号
C.位移信号
D.光信号
遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器。下列属于应用这类传感器的是
A.红外报警装置
B.金属电阻温度计
C.电子电路中使用的“干簧管”
D.霍尔元件
如图所示是电容式位移传感器,其工作原理是将下列哪个量转换为电容这个电学量来测量( )
A.电介质进入极板的长度
B.两极板间距
C.两极板正对面积
D.极板所带电量
传感器担负着信息的采集任务,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
料制成的热敏电阻将热学量转换为电
学量.热敏电阻随温度变化的图象如图实-12-12甲所示,图乙是由热敏电阻
R
1
作为传感器制作的简单自动报警器线路图.问:
图实-12-12
(1)为了使温度过高时报警器铃响,
c
应接在________(填“
a
”或“
b
”).
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片
P
点向________移动(填“左”或“右”).
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片
P
都不能
使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路
实际不能工作的原因可能是________________________________.
(18分)
利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面
a
、
b
间通以电流
I
时,另外两侧
c
、
f
间产生电势差,这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是
c
、
f
间建立起电场
E
H
,同时产生霍尔电势差
U
H
。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时,
E
H
和
U
H
达到稳定值,
U
H
的大小与
I
和
B
以及霍尔元件厚度
d
之间满足关系式
U
H
=
R
H
,其中比例系数
R
H
称为霍尔系数,仅与材料性质有关。
(1)设半导体薄片的宽度(
c
、
f
间距)为
l
,请写出
U
H
和
E
H
的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中
c
、
f
哪端的电势高;[
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为
n
,电子的电荷量为
e
,请导出霍尔系数
R
H
的表达式。(通过横截面积
S
的电流
I
=
nevS
,其中
v
是导电电子定向移动的平均速率);
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着
m
个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。
a.若在时间
t
内,霍尔元件输出的脉冲数目为
P
,请导出圆盘转速
N
的表达式。
b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外,请你展开“智慧的翅膀”,提出另一个实例或设想。
(18分)
现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中
A
、
B
为大小、形状完全相同的金属板,它们构成一个电容器,其中
A
权被固定,两金属板的正对面积为
S
。金属板是空气的介电常数为
,静电力常量为
k
。
C
、
D
是两根完全一样的轻质弹簧,它们的劲度系数为
两弹簧一端固定,另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时,弹簧处于自然长度,两金属板间的距离为
(1)现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电,充至电容器两极间电压为
U
后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计,求电容器所带电荷量;
(2)若仅已知
现对极板
B
的右侧施加一均匀向左的待测压强
P
,甲同学说:可以通过测量施加压强前后两极板间的电压
U
0
,
对压强进行测量;乙同学说:可以通过测量施加压强前后电容器的带电量
对压强进行测量。
a.你选择上述哪种方法,指出这种方法中开关所处的状态,并简要说明理由。
b.根据你选择的方法,通过推导写出压强的表达式。
电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品,内有两个“聪明”开关,一个利用“热敏”材料制成“热控开关”,当食品加热达到设定温度时,“热控开关”断开使电阻的发热功率减小;另一个是“定时开关”,当加热到一定时间时,“定时开关”断开,使电阻停止发热,这种“聪明电路”是( )
A.
B.
C.
D.
如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流:a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为
、l和3l。关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是
A.a处的磁感应强度大小比c处的大
B.b、c两处的磁感应强度大小相等
C.a、c两处的磁感应强度方向相同
D.b处的磁感应强度为零
关 闭
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