第3节 实验：传感器的简单应用
夯实基础 【p203】
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，并能将它们按照一定的规律转换为__电压、电流__等，或转换为电路的__通断__．
2．制作传感器需要的元件
(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)金属热电阻和热敏电阻：金属的电阻率随温度的升高而__增大__，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻．与金属不同的是有些半导体的导电能力随温度的升高而__增强__，其电阻随温度的升高而__减小__，用半导体材料可制成热敏电阻．与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大但灵敏度较差．
(3)霍尔元件：是能够把磁学量__磁感应强度__转换为电学量__电压__的传感器元件．
如图所示，在__M、N__间出现的电压称为霍尔电压UH，UH＝k.式中d为金属薄片的厚度，k为霍尔系数(设q为每个运动电荷的电量，n为单位体积内电荷数，k＝)，由薄片的__材料__决定．
3．传感器应用的一般模式
考点突破
? 【p203】
例1有一种测量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线框内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器(是一个阻值R可随压力大小而变化的压敏电阻)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．
(1)该秤能测量的最大重量是________N；
(2)该秤零刻度线(即踏板空载时间刻度线)应标在电流刻度盘________A处．
【解析】(1)当电路中电流I＝3 A时，电子秤测量的体重最大．由欧姆定律I＝得到R＝－r＝2 Ω，代入R＝30－0.02F得到：F＝1 400 N.
(2)踏板空载时F＝0，代入R＝30－0.02F得到电阻R＝30 Ω，由欧姆定律得I＝＝0.375 A，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处．
【答案】1 400 0.375
【小结】力电传感器电路中的关键元件是压敏电阻或滑动变阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：压敏电阻的阻值与压力的函数关系、滑片移动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联系．
