■甘肅省金塔縣中學(xué) 馬學(xué)俊

關(guān)注傳感器的應(yīng)用 展現(xiàn)科技發(fā)展成果

■甘肅省金塔縣中學(xué) 馬學(xué)俊

現(xiàn)代技術(shù)中,傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并能將它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)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(xué)們重點(diǎn)掌握傳感器的復(fù)雜應(yīng)用,但是出于培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的,同學(xué)們應(yīng)該適當(dāng)掌握一些與傳感器相關(guān)的知識。

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

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(jù)自動干手機(jī)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(dǎo)體,可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容。手靠近時(shí)相當(dāng)于連接一個(gè)電容,可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)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(qū)動電熱器工作,在理論上也是可行的,但是假如干手機(jī)是由于濕度、溫度的變化而工作的,那么干手機(jī)顯然就成了室內(nèi)烘干機(jī)了。答案為D。

點(diǎn)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(zhì)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(gè)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(lián)成閉合回路,當(dāng)壓力F作用于可動膜片電極上時(shí),膜片發(fā)生形變,引起電容的變化,導(dǎo)致靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)。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(shí)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(shí)指針會向右偏)指針的偏轉(zhuǎn)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(diǎn)評：電容式傳感器廣泛應(yīng)用于位移、角度、振動、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測量。

跟蹤訓(xùn)練

圖2

如圖2所示是一種測定壓力的電容式傳感器,當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極上時(shí),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(xiàn)電流

D.若電流表有示數(shù),則說明壓力F在發(fā)生變化

E.若電流表有示數(shù),則說明壓力F不發(fā)生變化

參考答案：BD

(責(zé)任編輯 張 巧)