关注传感器的应用 展现科技发展成果

■甘肃省金塔县中学 马学俊

关注传感器的应用 展现科技发展成果

■甘肃省金塔县中学 马学俊

现代技术中,传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能将它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断变化情况的一类元件。在高中阶段,虽然不要求同学们重点掌握传感器的复杂应用,但是出于培养创新能力的目的,同学们应该适当掌握一些与传感器相关的知识。

例1 在一些公共洗手间经常装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就会开通电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,是因为( )。

A.改变了湿度 B.改变了温度

C.改变了磁场 D.改变了电容

解析：根据自动干手机工作的特征可知,手靠近电热器开始工作,手撤离电热器停止工作。人是一种导体,可以与其他导体构成电容。手靠近时相当于连接一个电容,可以确定干手机内设有电容式传感器,由于手的靠近改变了电容。用湿度和温度来驱动电热器工作,在理论上也是可行的,但是假如干手机是由于湿度、温度的变化而工作的,那么干手机显然就成了室内烘干机了。答案为D。

点评：电容器的电容取决于极板的正对面积S、极板间距d、极板间的电介质等因素。如果某一物理量(如角度θ、位移x、深度h等)的变化能引起上述某个因素的变化,那么就会引起电容的变化。

图1

例2 如图1所示,测定压力的电容式传感器将灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表的指针偏转。在对膜片开始施加压力将膜片电极从图中的虚线位置推到实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表(电流从电流表的正接线柱流入时指针会向右偏)指针的偏转情况为( )。

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动

D.向左偏到某一刻度后不动

点评：电容式传感器广泛应用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。

跟踪训练

图2

如图2所示是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )。

A.若压力F向上压可动膜片电极,则电路中有从a到b的电流

B.若压力F向上压可动膜片电极,则电路中有从b到a的电流

C.若压力F向上压可动膜片电极,则电路中不会出现电流

D.若电流表有示数,则说明压力F在发生变化

E.若电流表有示数,则说明压力F不发生变化

参考答案：BD

(责任编辑 张 巧)