關注傳感器的應用 展現科技發展成果

■甘肅省金塔縣中學 馬學俊

關注傳感器的應用 展現科技發展成果

■甘肅省金塔縣中學 馬學俊

現代技術中,傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量,并能將它們按照一定的規律轉換為電壓、電流等電學量,或轉換為電路的通斷變化情況的一類元件。在高中階段,雖然不要求同學們重點掌握傳感器的復雜應用,但是出于培養創新能力的目的,同學們應該適當掌握一些與傳感器相關的知識。

例1 在一些公共洗手間經常裝有自動干手機,洗手后將濕手靠近,機內的傳感器就會開通電熱器加熱,有熱空氣從機內噴出,將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作,是因為( )。

A.改變了濕度 B.改變了溫度

C.改變了磁場 D.改變了電容

解析：根據自動干手機工作的特征可知,手靠近電熱器開始工作,手撤離電熱器停止工作。人是一種導體,可以與其他導體構成電容。手靠近時相當于連接一個電容,可以確定干手機內設有電容式傳感器,由于手的靠近改變了電容。用濕度和溫度來驅動電熱器工作,在理論上也是可行的,但是假如干手機是由于濕度、溫度的變化而工作的,那么干手機顯然就成了室內烘干機了。答案為D。

點評：電容器的電容取決于極板的正對面積S、極板間距d、極板間的電介質等因素。如果某一物理量(如角度θ、位移x、深度h等)的變化能引起上述某個因素的變化,那么就會引起電容的變化。

圖1

例2 如圖1所示,測定壓力的電容式傳感器將靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯成閉合回路,當壓力F作用于可動膜片電極上時,膜片發生形變,引起電容的變化,導致靈敏電流表的指針偏轉。在對膜片開始施加壓力將膜片電極從圖中的虛線位置推到實線位置并保持固定的過程中,靈敏電流表(電流從電流表的正接線柱流入時指針會向右偏)指針的偏轉情況為( )。

A.向右偏到某一刻度后回到零刻度

B.向左偏到某一刻度后回到零刻度

C.向右偏到某一刻度后不動

D.向左偏到某一刻度后不動

點評：電容式傳感器廣泛應用于位移、角度、振動、速度、壓力、成分分析、介質特性等方面的測量。

跟蹤訓練

圖2

如圖2所示是一種測定壓力的電容式傳感器,當待測壓力F作用于可動膜片電極上時,以下說法中正確的是( )。

A.若壓力F向上壓可動膜片電極,則電路中有從a到b的電流

B.若壓力F向上壓可動膜片電極,則電路中有從b到a的電流

C.若壓力F向上壓可動膜片電極,則電路中不會出現電流

D.若電流表有示數,則說明壓力F在發生變化

E.若電流表有示數,則說明壓力F不發生變化

參考答案：BD

(責任編輯 張 巧)