- 传感器及其工作原理
- 共130题
传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻）、显示体重大小的仪表A（实质是理想的电流表）组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g=10m/s2．请回答：
（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘______A处．
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是______kg．
正确答案
（1）由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如中表所示，可得：F=0，R=300Ω，由闭合电路欧姆定律：I=
即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘 1.6×10-2A处
（2）由闭合电路欧姆定律：I=
由表中数据得，F=500N，由G=mg，得m=50kg
如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是 50kg
故答案为 1.6×10-2 50
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=______；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．
正确答案
（1）设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为：R=kt+R0
当t=40°C时，R=3.5kΩ，有
3.5=40k+R0 ①
当t=120°C时，R=2kΩ，有
2=120k+R0 ②
由①②解得
k=-
故热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式为R=4.25-
故答案为：-18.75t+4.25×103．
（2）R的温度等于40℃时，R=3.5kΩ，电流表示数I1=2.25mA，根据闭合电路欧姆定律，有
I1=
代入数据，解得
r+R0=0.5kΩ
当电流表的示数I2=3.6mA时，根据闭合电路欧姆定律，有
I2=
解得
R′=2.0kΩ，代入热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式：R=4.25-
得到温度值为t=120°C
故答案为：120．
故答案为：-18.75t+4.25×103；120．
有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）．其中AO：BO=5：1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；______
（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘______毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是______N？（F体重×OB=F×AB）
正确答案
（1）由表中数据可以看出，电阻随着压力的增加而均匀减小，设表达式为：R=kF+b
代入数据得到：
300=b
270=50k+b
解得
b=300
k=-0.6
故表达式为：R=300-0.6F
故答案为：300-0.6F．
（2）当压力为零时，电阻为300Ω，根据欧姆定律得：I=
故答案为：15.6mA．
（3）当电流表刻度盘示数为20mA时，根据欧姆定律得到R=
根据杠杆平衡原理，有：F•A0=G•OB，解得G=
故答案为：550N．
由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮．请在电路中虚线框内画出该门电路符号，该门电路是______．
正确答案
根据题意，R′为光敏电阻，光照时电阻很小，分压较小，门电路输入为高，小灯L不亮，不受光照时，电阻很大，分压较大，门电路输入为低，小灯L亮，故为非逻辑关系，非门电路；
故答案为：非门．
由门电路构成的一简单路灯控制电路如图所示，其中R’为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，灯L不亮，不受光照时，灯L亮。虚框内该逻辑电路是 门电路。若路灯系统发生了故障，无论有无光照灯L都亮，经检查发现光敏电阻工作正常，则发生该故障的原因是 。
正确答案
非 变阻器短路
略
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