传感器
一、本页定位
本页属于 选择性必修第二册,核心任务是:敏感元件、转换电路、自动控制和读图判断。它在知识库里承担“教材概念入口”的作用,先把定义、公式条件和常见题眼讲清楚,再连接到大招、模型、实验、真题和错题。
二、必须掌握
- 传感器把非电学量转换为电学量。
- 热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻的阻值随外界条件变化。
- 传感器题常考分压电路和门电路逻辑。
- 实际应用题要把物理变化翻译成电压、电流变化。
三、公式与适用条件
| 公式/关系 | 使用条件 | 易错提醒 |
|---|---|---|
| 分压或采样电阻 | 先确定取样位置 | |
| 简化闭合电路 | 传感器阻值改变会影响总电流 | |
| 执行器功率 | 注意额定值 | |
| 逻辑门真值表 | 数字传感器 | 先列输入再判输出 |
四、图像、实验与现象联系
- 热敏电阻常见 NTC:温度升高,阻值减小。
- 光敏电阻:光照增强,阻值减小。
- 分压电路中输出端取在不同元件两端,变化趋势可能相反。
五、高频题型与第一动作
| 题型 | 题眼 | 第一动作 |
|---|---|---|
| 温控电路 | 温度变化触发 | 先判热敏电阻变化 |
| 光控电路 | 光照强弱触发 | 先判光敏电阻变化 |
| 报警控制 | 阈值比较 | 画输入输出表 |
六、典型例题骨架(带答案)
题目:光照增强时光敏电阻阻值减小,若输出电压取在光敏电阻两端,输出电压怎样变化?
答案结构:串联分压中总电流增大但光敏电阻分压比例减小,通常输出电压减小;精确判断可写 。
七、典型题型加厚
1. 分压输出判断
串联分压电路中,若输出取在某电阻两端:
因此不要只看总电流变化,还要看输出端取在哪个元件两端。
2. 常见敏感元件
| 元件 | 外界量变化 | 阻值变化 |
|---|---|---|
| NTC 热敏电阻 | 温度升高 | 阻值减小 |
| 光敏电阻 | 光照增强 | 阻值减小 |
| 压敏电阻 | 压力变化 | 依材料特性变化 |
具体题目若给图像或说明,以题目为准。
3. 控制电路
传感器题常见结构是:
敏感元件 -> 分压/比较 -> 开关或继电器 -> 执行器解题时先判断输入变化,再判断输出电压是否达到阈值,最后判断执行器工作状态。
八、典型例题(带答案)
例 1:热敏电阻分压
题目:NTC 热敏电阻与定值电阻串联,输出取在热敏电阻两端。温度升高时输出电压如何变化?
答案:温度升高,热敏电阻阻值减小。由
知输出电压减小。
例 2:输出取样位置改变
题目:若上一题输出改取在定值电阻两端,温度升高时输出电压如何变化?
答案:总电阻减小,电流增大,定值电阻两端电压 增大。
例 3:光控开关
题目:光照增强时光敏电阻减小,若比较器输入电压随光敏电阻两端电压减小而低于阈值,执行器是否动作?
答案:要按题给比较器逻辑判断。传感器题不能只判断电阻变化,还必须看阈值和输出逻辑。
九、教师备课提示
传感器题本质是“物理量变化 → 电阻变化 → 电压电流变化 → 控制结果”。课堂上建议让学生每题都画一条箭头链,而不是直接猜灯亮不亮。
课堂追问:
- 输出端取在谁两端?
- 电阻变小,总电流一定变大吗?
- 总电流变大,某个元件电压一定变大吗?
- 题目给的是高电平触发还是低电平触发?
十、易错点回收
- 只看电流变大就断定所有元件电压都变大。
- 输出端取样位置看错。
- 传感器阻值变化规律记反。