1、5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置 1 （多选）如图所示，用小灯泡模仿光控电路，A、Y 之间为斯密特触发器， G R为光敏电阻， 1 R为 可变电阻；J 为继电器的线圈，Ja为它的常开触点，下列说法正确的是（） A天色变暗时，A 端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮 B要想在天色更暗时，路灯才会点亮，应把 1 R的阻值调大些 C要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把 1 R的阻值调小些 D二极管的作用是继电器释放Ja时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路 2 （多选）如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中 1 是电磁铁、2 是衔铁，5 是水银温度计 （水银导电） 。常温下 3 触点处于
2、断开状态 4 触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（） A当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3 触点闭合 4 触点断开 B此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮 C此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警 D要提高报警时的警戒温度应使导线 AB 短些 3 （多选）传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器， 电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器，演示位移传感器的 工作原理如图所示，物体 M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的 数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说
3、法正确的是（） A物体 M 运动时，电源内的电流会发生变化 B物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C物体 M 不动时，电路中没有电流 D物体 M 向 x 正方向运动，电压表示数增大 4如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中 1 是电磁铁、2 是衔铁，5 是水银温度计（水银 导电） 。常温下 3 触点处于断开状态 4 触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（） A当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3 触点闭合 4 触点断开 B此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警 C此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮 D要提高报警时的警戒温度应使导线 AB 短些 5在制作光
4、控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接 通电源时，灯泡不发光，原因不可能是（） A二极管两极接反BR1与 RG位置颠倒CR1阻值太小D灯泡被断路 6常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金 属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时， 此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信 号。这种计算机键盘使用的是（） A温度传感器 B电容式传感器 C磁传感器 D光传感器 7把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图所示电路连接，
5、制成光电报警装置。已 知：光敏电阻：受光照射后，阻值会变小；干簧管继电器：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组 成，当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片 在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失， 簧片在弹力的作用下恢复到分离状态。要求：当有光照射报警装置且光照不是很弱时，蜂鸣器发声； 当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声。请将下面的电路完整连接好_。 8电流、电压传感器是能通过数据采集器采集电流、电压的大小并直接输出电流、电压数值的精确 测量仪器某实验小组利用电流、电压传感器来做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”
6、的实验: （1）在实物图（甲）中，B 传感器应该采用_（填“电压传感器”或“电流传感器”） ； （2）在实物图（甲）中，已正确连接了部分导线，请完成剩余部分的连接，要求电压传感器的示数 能从零开始取值（画在答题纸上）_； （3）开关闭合前，图（甲）中滑动变阻器触头应该处于_（填“a”或“b”）端； （4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图（乙）所示现将这个小灯泡接到电动势为 1.5V，内阻为 5的电源两端，根据图中图像和该电源输出电流与路端电压的关系图线，可以得到小灯泡消耗的功 率是_W （结果保留两位小数 ） 9如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电 （1）房卡
7、的作用相当于一个_（填电路元件名称）接在干路上 （2）如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡 P 插入盒子 Q 中，这时由于磁铁吸引簧片， 开关 B 就接通，通过继电器 J 使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器当 继电器工作时，cd 相吸，ab 便接通请你将各接线端 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 适当地连接 起来，构成正常的电门卡电路_ 10某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻 Rt、 滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的电流超过 15mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热， 实现温控。继电器的电阻约
8、20，热敏电阻的阻值 Rt与温度 t 的关系如下表所示。 t/ 30.040.050.060.070.080.0 Rt/ 199.5145.4108.181.862.949.1 （1） 提供的实验器材有:电源 E1（3V， 内阻不计） 、 电源 E2（6V， 内阻不计） 、 滑动变阻器 R1（0200） 、 滑动变阻器 R2（0500） 、热敏电阻 Rt、继电器、电阻箱（0999.9） 、开关 S、导线若干。 为使该装置实现对 3080之间任一温度的控制，电源 E 应选用_（选填“E1”或“E2”） ，滑动变阻 器 R 应选用_（选填“R1”或“R2”） ； （2）欲使衔铁在热敏电阻为 50时
9、被吸合，下列操作步骤的正确顺序是_。 （填写各步骤前的 序号） 将热敏电阻接入电路 观察到继电器的衔铁被吸合 断开开关，将电阻箱从电路中移除 合上开关，调节滑动变阻器的阻值 断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 108.1 11某学习兴趣小组为了使用压力传感器设计苹果自动分拣装置，网购了一款型号为 RFP602 薄 膜压力传感器，如图如示。这款传感器的部分参数如下表： 传感器名称：RFP薄膜压力传感器 传感器类型单点式 敏感区形状圆形 敏感器尺寸直径10mm 传感器厚度0.2mm 量程1kg 工作电压35V 静态电阻1M 他们又从实验室选择了如下器材： A学生电源B滑动变阻器(20 2A
10、)CJ0402 型（ 1 4 2 位）数字演示电表两只 D单刀单掷开关一个E.导线若干 （1）为了研究传感器所受压力一定时，其电阻随电压的变化情况，他们的实验操作如下：在传感器 上放三个100g砝码（未画出）施加一定的压力。学生电源选择“稳压6V”，电表 A 选择DCV 20V， 电表 B 选择DCA 600A；连接的电路如下图所示。 请你用笔画线代替导线，将电路连接补充完整_。 闭合开关，调节滑动变阻器，得到若干组电压 U、电流 I 的测量数值。根据测量数据，他们利用 Excel 得到的UI图像如下图所示： 根据图像，你可以得出的结论是：在误差允许范围内，传感器受到压力一定时，电阻随电压的增
11、大 而_（填“增大”“减小”“变化”或“不变化”） 。 （2）为了研究传感器所加电压一定时，其电阻随压力的变化情况，他们的实验操作如下：调节滑动 变阻器，使传感器两端的电压保持在5V，电表 B 仍选择DCA 600A；改变传感器受到的压力， 测得若干组数据见下表： 压力 /N 0.51.01.52.02.53.03.54.0 电流 / A 90.06144.38184.03197.94207.13226.04240.73263.71 电阻 /k 55.5234.6327.1725.2624.1422.1220.7718.96 压力 /N 4.55.05.56.06.57.07.58.0 电流
12、/ A272.93283.29294.12326.16331.35339.21357.65368.19 电阻 /k 18.3217.6517.0015.3315.0914.7413.9813.58 根据表中数据，利用 Excel 得到传感器的电阻值 R 随其所受压力 F 的变化图像如下图所示： 从图像可以看出，传感器受到的压力在0.5N到_N 的区间内，其灵敏度较大（设电阻值随压 力的变化率7k / N时，其灵敏度较大） ； （3）下图是他们设计的苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自 动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 1 O，为转动轴的杠杆上，杠杆
13、末端压在半导 体薄膜压力传感器 1 R上。调节托盐秤压在杠杆上的位置，使杠杆对 1 R的压力处在传感器最灵敏的 压力区间。当小苹果通过托盘秤时， 1 R所受的压力较小，电阻较大，闭合开关 S 后， 2 R两端的电 压不足以激励放大电路触发电磁铁发生吸动分拣开关的动作，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于 水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时， 1 R所受的压力较大因而电阻较小， 2 R两 端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关打开下面通道，让 大苹果进入下面通道。 托盘秤在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为 0 M。若提高分拣标准，要求进入下
14、面 通道的大苹果的最小质量 M 大于 0 M，则应该调节托盘秤压在杠杆上的位置向_（填“左” 或“右”）移动一些才能符合要求。 12生活中常使用光控开关来控制照明电路。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随 着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx） 。研究 小组测出某光敏电阻在不同照度下的阻值如图所示。 （1）根据图中曲线，说明阻值随照度变化的特点。_ （2）如图所示，A、B、C、D 为电磁继电器的四个接线柱。工作时，应将_（填“A、B” 或“C、D”）接照明电路。已知电磁铁线圈的电阻 0 30.0R ，电流超过60 c I 时可吸合衔铁。
15、则当线圈两端电压超过_V 时，照明电路开始工作。 （3）如图所示，用笔画线代替导线，完成实物电路连接_。已知电源E电动势为3V， 内阻不计，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx（ ）时启动照明电路，则定值电阻的取值应为 _。 13家用电热水壶上端有一双金属片，当热水壶内的水沸腾时，产生的蒸汽进入蒸汽开关。蒸汽开 关中的双金属片受到蒸汽作用时温度会发生变化，进而变形，自动切断电源，停止加热。某课外实 验小组欲利用如图甲所示的实验电路图，制作一可显示温度的控温器。提供的实验器材有：灵敏电 流表（量程为 3.0mA，内阻为 300） ，学生电源（输出电压为 U=6.0V，内阻不计） ，滑动变阻器 R
16、1 （最大阻值为 3000） ，滑动变阻器 R2（最大阻值为 1000） ，单刀双掷开关，热敏电阻 RT，双金属 片（温度为 90时会使电路断开，复位温度未知） ，导线若干。若热敏电阻的阻值与摄氏温度 t（） 的关系为 R=(5t+50）。请回答下列问题。 （1）实验步骤如下，请补充完整。 a、按照图甲电路连接好实验器材； b、为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片 P 调整到 a 端；然后将单刀双掷开关掷于 c，调节 滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在_（选填“中央刻线”或“满刻线”）位置，并在以后的 操作中使滑片 P_（选填“位置不变”“置于 a 端”或“置于 b 端”） ； c、 把热敏
17、电阻 RT和双金属片置于可变的温度环境中， 将单刀双掷开关掷于 d， 随着环境温度的升高， 记录若干组灵敏电流表的示数，达到取高温度时，电路断开，断开后，随着环境温度的降低，刚好 到达某个温度时，电路闭合，此时灵敏电流表的示数如图乙所示。 d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新绘制灵敏电流表的刻度盘。 （2）根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_（选填“R1”或“R2”） 。 （3） 灵敏电流表的电流I与热敏电阻和双金属片所处环境温度t之间的函数关系式为I=_A， 温度最高时该灵敏电流表的示数为_A，双金属片的复位温度为_。 14某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警
18、器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲 所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题： （1）用多用电表欧姆档测继电器线圈ed（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“100”位置，欧 姆调零，测线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至_（填“10”或“1K”） 进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为_； （2）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关C应该接_（选填“a” 或“b”） ； （3）流过继电器线圈ed的电流 0 10mAI 才会报警，若直流电源电动势 1 E为18V（内阻不计） ， 欲实现温度达到或超过60 C 报警
19、器响起，则滑动变阻器规格应该选择_。 A0 200B0 500 C0 1500 15人体接近传感器又称无触点接近传感器（简称传感器） ，是理想的电子开关量传感器，广泛应用 于各种自动控制电路中，例如写字楼的自动门、公寓的楼道灯等。兴趣小组找到一只传感器，欲先 确定其对人体接近的感应特性，设计了测量电路如图（a）所示，并将传感器安置在x轴上距离原 点 0 6mx 处，一人从原点O处沿x轴运动，测得通过电流表的电流与人的位置的关系如图（b） ， 其中传感器的动作电流5AI ，接近传感器时电流 0 5AI 时人到传感器的距离为动作距离，远 离传感器时电流 0 5AI 时人到传感器的距离为释放距离。
20、“与”门真值表 输入输出 ABY 000 010 100 111 (1)若人行走的速度为1.5m/s，自动门从动作到能让人通过需要的时间为3s；有一条长3m的楼梯。 则此传感器适合做_； A自动门的自动控制系统，并将传感器安装在门上方 B楼梯灯的自动控制系统，并将传感器安装在楼梯中间墙壁上 (2)传感器能提供的电流很小，不足以驱动控制电路正常工作，往往需要配合开关电路才能提供较大 控制电流。有一种“与”门开关电路，符号和真值表如上表，A，B为两个输入端，Y为输出端，真 值表中“0”表示与电源负极间电势差较小（低于某值，称为低电平） ，电路处于断开状态，“1”表示与 电源负极间电势差较大（大于某
21、值，称为高电平） ，电路处于接通状态。A、B输入端由“0”转为“1” 的电压叫开门电压，由“1”转为“0”的电压叫关门电压，若此“与”门电路的开、关门电压均为1.0V， 当0.8V A U、1.2V B U时，输出端Y处于_（填“断开”或“接通”）状态； (3)楼梯灯控制系统需要同时满足两个条件才能点亮：即有人接近和光线较暗。兴趣小组欲使用上述 传感器和“与”门电路制作一个楼梯灯控制系统，还需要一只光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小） 和几个定值电阻、LED灯等，设计的电路如图（c） ，门电路对线路电阻没有影响，若其中 1 R为定 值电阻，则a为_；b、c中接入定值电阻的是_。若要求当光线较暗
22、、人到达 传感器动作距离时楼梯灯亮，则与传感器串联的电阻 1 R阻值约为_。 16有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E 是内阻不计、电动势为 6 V 的电源。R0是一个 阻值为 300 的限流电阻。G 是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R 是一个压敏电阻，其阻 值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C 是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力 忽略不计，试分析： 压力 F/N050100150 200250300 电阻 R/300280260240220200180 (1)利用表中的数据归纳出电阻 R 随压力 F 变化的函数式 R=_ ； (2)若电容器的耐压值为 5 V，
23、该电子秤的最大称量值为_N； (3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度_。 （选填“均匀” 或“不均匀”） 17温度传感器是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的，它广泛应用于电冰箱、冰柜和室 内空调等家用电器中，现利热敏电阻设计如图甲所示，电路测一特殊电源的电动势和内阻。G 为灵 敏电流计，内阳 g 500R 保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭 合开关 S，当R的温度等于 120时，电流计的示数 1 1.8mAI ，当R的温度等于 20时，电流计 的示数为 2 1.05mAI 。则可求出该电源的电动势E _V，内阻r _。 18光敏电阻
24、在自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，图示电路为其模拟 电路，其中干电池的内阻可忽略不计，A 处接电磁继电器，B 为三极管（当0.2 V eb 时，ce、间 的电阻 R 可忽略不计，当0.2 V eb 时，R 可视为无穷大） ，b 点的电势由 1 R与 2 R的比值决定， 1 R、 2 R中有一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，阻值随光照强度增强而减小，C 为电磁继电器， D 为路灯。为了达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，请回答下列问题： (1) 1 R是_（选填“光敏电阻”或“定值电阻”） ； (2)请用笔画线代替导线，将实物连接成正确的电路。 （_） 参考答案参考答案 1ABD 2ACD 3BD 4D 5C 6B 7 8(1)电流传感器(2)如图；(3) a(4) 0.10 9电键；8-7,4-5,6-9,1-3,2-10； 10E2R2 11 不变化2.0右 12光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小C、D1.8 8.0 13满刻线位置不变R1 6 20505t 2.410-370 1410220 a C 15B断开传感器b 5 2 10 163000.4F600N不均匀 175.04300 18光敏电阻
