内容发布更新时间 : 2024/11/14 15:00:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

高考综合复习——传感器和简单的逻辑电路专题复习

编稿：郁章富 审稿：李井军

总体感知

知识网络

命题规律

传感器是现行教材新课程标准新增加的内容，本专题的知识与我们的生活息息相关，传感器是自动化控制装置中不可缺少的器件，在信息技术高速发展和电子计算机广泛应用的今天，传感器发挥着越来越重要的作用，本部分知识易与实际问题相联系，具有很高的实用性，因此今后将是高考的热点之一。

传感器为力学、电学、磁学的一个大综合，通过传感器把它们联系在了一起，特别是简单电路的设计，不论是对敏感元件基础知识的检查，还是器材的组装、调试、器材连接、电路设计，考的既具体又灵活。

传感器虽是新增内容，实际上有关传感器的题目在各地高考中已多次出现，多数题是以情景题出现，考查学生的归纳理解能力。近年来高考特别重视动手能力的考查，而不局限于只会做题，更注意于考生的研究方法和创新思维。

复习策略1．应知道求解传感器问题的思路

传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解。但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键。因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答。另外，平时应多注意实际生产、生活中的一些实例，多一些思考，多动一下手，多查一下资料，开阔自己的视野，丰富自己的经验，做到学以致用、活学活用的目的。

2．特别注意加速度计与加速度传感器

加速度传感器实际上是变式加速度计，它将加速度信号转换为电压信号输出，该传感器可以制作成振动传感器（因为振动物体的加速度一般不为零），振动传感器可以广泛地应用在报警、测量等领域（如汽车、摩托车防盗报警器等）。

第一部分 传感器、简单的逻辑电路及其应用知识要点梳理知识点一——传感器▲知识梳理1．传感器

传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把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，把非电学量转换成电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

2．制作传感器的敏感元件 （1）光敏电阻

光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

（2）热敏电阻和金属热电阻①热敏电阻：指用半导体材料制成，其阻值随温度变化发生明显变化的电阻。如图为某热敏电阻的阻值——温度特性曲线。

②金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增加，这样的电阻也可以制作温度传感器。

热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换成电学量（电阻），但热敏电阻的灵敏度较好。

特别提醒：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，对正温度系数的热敏电阻（PTC）其阻值随温度的升高而增大，而负温度系数的热敏电阻其阻值随温度的升高而减小。

（3）电容式位移传感器

能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。

（4）霍尔元件

把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量，产生的电压式中的d为薄片的厚度，k为霍尔系数，与薄片的材料有关。

▲疑难导析1、关于传感器的分类 序号 分类方法 传感器的种类 称为霍尔电压，

说明 1 按输入量分类 位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等 应变式、电容式、电感式、热电式、电压式 结构型传感器 传感器以被测物理量命名 2 按工作原理分类 传感器以工作原理命名 传感器依赖其结构参数的变化实现信息转换 传感器依赖其敏感元件物理特征的变化实现信息转换 传感器直接将被测量的能量转换为输出的能量 由外部供给传感器能量，而由被测量来控制输出的能量 输出为模拟量 输出为数字量 3 按物理现象分类 特性型传感器 能量转换型传感器 4 按能量关系分类 能量控制型传感器 模拟式传感器 5 按输出信号分类 数字式传感器 2、如何求解传感器问题

传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解。但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键。因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答。另外，平时多应注意实际生产、生活中的一些实例，多一些思考，多动一下手，多查一下资料，开阔自己的视野，丰富自己的经验，做到学以致用、活学活用的目的。

3、传感器的一般应用模式

传感器是将所感受到的物理量（如力、热、光等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件。其工作过程是：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量，一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如图所示。

例如，许多食品加工设备（如电烤箱）都要控制在一定的温度范围内工作，可使食品味道鲜美且不失养分，如图所示的控制电路，开始工作时，温度较低，A与C接通，电热丝L通电加热，达到一定温度灯亮铃响，停止加热，温度降低到某一值

阻值较小，继电器吸合，

时，电阻增大，继电器放开，A与B接通，

时，继电器又吸合，A与C接通，又开始加热……

如此反复，维持在一定的温度范围（

空调、电冰箱就是利用这一原理维持在一定温度范围内的。

～）内。

再例如，如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻。

当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的信号时，光敏电阻的电阻变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能。

：有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ）

A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻

B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻

C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，

这只元件一定是光敏电阻 D．用黑纸包住元件与不用黑纸包

住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻

答案：AC

解析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化。

知识点二——传感器的应用▲知识梳理1．力传感器的应用——电子秤 （1）力传感器 我们经常见到的电子秤所使用的测力装置是力传感器，常用的一种力传感器是由金属架和应变片组成的，应变片是一种敏感元件，现在大多用半导体材料制成。

（2）工作原理

如图所示，弹性钢制成的梁形元件上、下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施加F，则梁发生弯曲，上表面拉伸而使电阻增大，下表面压缩而使电阻减小，如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上、下应变片两端产生了一个电压差，传感器把这个电压差值输出，外力越大，输出的电压差值也就越大。

2．声传感器的应用――话筒（1）话筒

话筒是一种常用的声传感器，类型虽多，但其作用都是将声信号转换为电信号。常见类型有：动圈式话筒、电容式话筒、驻极体话筒。（2）电容式话筒的工作原理

如图所示，金属膜片M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压。

（3）动圈式话筒的工作原理

如图所示是动圈式话筒的构造原理图，它是利用电磁感应现象制成的。当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动。音圈在永磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号）。感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定。这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。 特别提醒：动圈式话筒和电容式话筒的工作原理不同，要搞清它们的区别和联系。

3．温度传感器的应用

温度传感器一般由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻制成。它可以把热信号转换为电信号进行自动控制。