1、一、传感器工作原理、常见敏感元件及应用1传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示。2常见敏感元件及特性(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。(2)金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大。3传感器电路的分析方法同电路的动态问题分析一样，先从部分到整体，再到部分。涉及到电路的计算问题时，由于敏感元件变化的特性，所以找准对应时刻、位置等，把握图象的信息非常重要。例1如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温
2、度的改变而改变，且对温度很敏感)的I U关系曲线图。(1)为了通过测量得到如图所示I U关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_。(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )(2)在如图所示电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1250 。由热敏电阻的I U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_ V；电阻R2的阻值为_ 。解析(1)应选择图甲，因为图甲电路电压可从0 V调到所需电压，电压调节范围大。(2)由题图知R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9 V 电源上，总电流I70 mA，R1250 。设通过热敏电阻的电流为I2，通过
3、R1的电流为I1，则II1I2，故I2II1mA34 mA。由图象查得34 mA对应的电压为5.0 V，R2两端电压U29 V5.0 V4.0 V，所以R2117.6 。答案(1)甲因为甲电路电压可从0 V调到所需电压，电压调节范围大(2)5.0117.6二、自控电路的设计自控电路的设计考查内容全面，将传感器与力、电磁综合问题相结合，体现一定的设计、创新能力，成为高考命题的热点，自控电路的设计应注意以下几点：1要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理。2要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出。3选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制。4采用什么
4、样的电路来实现自动控制。明确传感器应用的一般流程：传感器转换、放大、传输执行机构例2如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开头，S为开关，J为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。(1)连接电路图；(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)。解析(1)如图所示。(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电磁铁电路停止工作，F无磁性，弹簧的弹力使D拉动E，使S2接通，M工作。答案(1)见解析图(2)见解析
