隨著傳感器在現(xiàn)代技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，傳感器的相關(guān)知識(shí)已成為中學(xué)物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的一部分，各類考試中也常出現(xiàn)與傳感器相關(guān)的試題。因此與傳感器或自動(dòng)控制裝置有關(guān)的概念，如靈敏度和閾值，應(yīng)該引起同學(xué)們的重視。

一、傳感器的靈敏度

最近我們?cè)谝淮尉毩?xí)中，對(duì)于其中一道題的解析，引起了同學(xué)們的廣泛討論，下面介紹這道題的兩種解法。

例題為了保證行車安全和乘客身體健康，動(dòng)車上裝有煙霧報(bào)警裝置，其原理如圖1所示。煙霧傳感器的阻值R隨著煙霧濃度的改變而變化，電阻R為可變電阻。車廂內(nèi)有人抽煙時(shí)，煙霧濃度增大，導(dǎo)致S兩端的電壓增大，裝置發(fā)出警報(bào)。下列說法正確的是（

）。

A.R隨煙霧濃度的增大而增大

B.R隨煙霧濃度的增大而減小

C.若要提高報(bào)警靈敏度可增大R

D.若要提高報(bào)警靈敏度可減小R

解法1：煙霧濃度增大導(dǎo)致S兩端的電壓增大，說明傳感器的阻值減小。要提高報(bào)警靈敏度即要使s兩端電壓達(dá)到相同臨界值時(shí)，煙霧濃度更小，傳感器的阻值比調(diào)整前更大，此時(shí)并聯(lián)部分的阻值和調(diào)整前相同，故可變電阻應(yīng)當(dāng)減小，選項(xiàng)B、D正確。（這是出題者給出的解析過程）

解法2：煙霧濃度增大導(dǎo)致R變小，R與R并聯(lián)電阻變小，S分擔(dān)的電壓才能變大。因正確。

兩種解法得到了不同的答案，粗看都有道理，那么，問題出在哪里呢？經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn)，問題出在對(duì)“靈敏度”的理解上。

靈敏度的定義：輸出量的增量△y，與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量△x之比。用S標(biāo)，把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出特性曲線，特性曲線的斜率即為靈敏度。

解法1來自于對(duì)靈敏度的另一種不夠正確的理解，即靈敏度是對(duì)微弱信號(hào)的感應(yīng)能力。解釋為：當(dāng)煙霧濃度更小時(shí)，裝置要能夠發(fā)出警報(bào)。因報(bào)警時(shí)R的值更大，故要減小R，使并聯(lián)部分的阻值和調(diào)整前相同，裝置才能達(dá)到報(bào)警時(shí)的臨界電壓。

解法2正是根據(jù)靈敏度的定義得出的結(jié)論。假定R減小到很小，根據(jù)R與R并聯(lián)電阻的總阻值取決于其中阻值較小的電阻可知，若R的阻值越小，則R#越接近R，煙霧濃度增大導(dǎo)致R變小，但R#接近R，其值幾乎不變，則S分擔(dān)的電壓變化也就很小，報(bào)警靈敏度就將降低。

二、傳感器裝置的閾值

解法1中對(duì)靈敏度的說法更準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱為閾值，又稱閾強(qiáng)度。閾強(qiáng)度是指釋放一個(gè)行為反應(yīng)所需要的最小刺激強(qiáng)度。因此若將例題中的選項(xiàng)D改為：要使裝置在煙霧濃度更小時(shí)開始報(bào)警可減小R，則解法1便準(zhǔn)確了。另外，人教版高中物理選修3-2第六章第3節(jié)，實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)1光控開關(guān)中講到，要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)點(diǎn)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？實(shí)驗(yàn)2溫度報(bào)警器中講到，怎樣能夠使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？這里調(diào)節(jié)的應(yīng)該是控制裝置的閾值，而不是靈敏度。