实验:传感器的应用

1.2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图,图中GMR在外磁场作用下,电阻会大幅度减小。下列说法正确的是( C )

A.若存在磁铁矿,则指示灯不亮;若将电阻R调大,该探测仪的灵敏度提高
B.若存在磁铁矿,则指示灯不亮;若将电阻R调小,该探测仪的灵敏度提高
C.若存在磁铁矿,则指示灯亮;若将电阻R调大,该探测仪的灵敏度提高
D.若存在磁铁矿,则指示灯亮;若将电阻R调小,该探测仪的灵敏度提高
解析:如果存在磁铁矿,则巨磁阻(GMR)大幅度减小,流过巨磁阻(GMR)和R电路的电流大幅度增大,由UR=IR知,R两端电压增大,因此,巨磁阻(GMR)两端电压减小,即A端电平升高,则非门电路输出端Z电平降低,则指示灯两端电压升高,指示灯亮,如果将电阻R调大,则 A端电平调得更高,Z端输出的电平更低,则指示灯的电压更大,指示灯更亮,该探测仪的灵敏度提高,故A、B、D错,C正确。
2.(多选)如图是温度报警器电路示意图,下列关于此电路的分析正确的是( BC )

A.当RT的温度升高时,RT减小, A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声
B.当RT的温度升高时,RT减小, A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声
C.当增大R1时,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声
D.当增大R1时,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声
解析:当RT温度升高时,电阻减小, A点电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,蜂鸣器导通发出警报,A错B对。当增大R1时, A端电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,电流通过蜂鸣器,发出报警声,C对D错。
3.(2019·黑龙江省大庆市铁人中学高二下学期期中)传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示,图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。问:

(1)为了使温度过高时报警铃响,c应接在__a__(填“a”或“b”);
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向__左__移动(填“左”或“右”);
解析:(1)由图甲可知当温度升高时Rt的阻值减小,通过线圈的电流变大,线圈的磁感应强度变大,对衔铁的引力变大,可与a点接触,欲使报警器报警,c应接在a点。
(2)若使启动报警的温度提高些,可使电路的相对电流减小一些,以使得热敏电阻Rt的阻值减小的更大一些,所以将滑动变阻器滑片P向左移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值。
4.一路灯控制装置如图所示,RG为光敏电阻,光照射RG时,RG变小。白天时,继电器 J两端电压是较大还是较小?要使路灯比平时早一些时间亮起来,应如何调节R1?

答案:较小 使R1变小
解析:由题可知,按照逻辑分析法,引起电路状态变化的原因是照射光敏电阻RG的光的强弱。白天光照强,RG的阻值较小,R1两端的电压U1=较大,即 A点电势较高,则Y端为低电平,继电器两端电压较小,不工作,路灯不亮。而夜间的情形恰好相反。所以白天时,继电器 J两端电压较小。
若使路灯早一些亮时,首先要明确继电器的动作电压UJ一定,Y端电平一定, A端电平一定,则R1两端的电压U1一定,因U1==,则可知要使路灯早些亮时,环境光线仍较强,RG较小,要保证U1一定,必须调节R1使其变小。