■河北省故城县育才中学 赵宝菊

形形色色的传感器问题

■河北省故城县育才中学 赵宝菊

传感器是将非电物理量(如位移、加速度、压力、温度、流量、光照强度等)的变化转换成电学量(如电压、电流等)变化的一种元件。传感器应用的一个基本思想是“转化”思想,即利用传感器把某些难以直接测量的物理量转换为比较容易测量的电学量。这种转换既能使得测量方便易行,又能将测得量输入给电子计算机对其所载的信息进行计算和处理。

一、电容式传感器

如图1所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图,在导线芯(金属棒)的外面涂上一层绝缘物质(电介质),放在导电液中,金属棒与导电液构成一个电容器(电容为C),将金属棒和导电液分别与直流电源的两极相连接,从电容C、导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况。电源接通后,电容C减小,反映h减小。这是因为液面高度发生变化时,使得电容器两极板间的正对面积发生了变化,引起电容C的变化。电容C减小说明电容器两极板间的正对面积减小,即液面高度减小。电源接通再断开后,电压U减小,反映h增大。

图1

利用电容器。还可以制成如图2所示的位移传感器。若两极板间的电压不变,当有电流流向传感器的负极时,则说明电介质进入极板的长度变小。

图2

如图3所示为利用电容器制成的测速计原理图,其基本原理是把速度这一力学量转换成电流进行测量。滑动触头P与某运动物体相连,当触头P匀速滑动时,电流表有一定的示数,从电流表示数可以求得运动物体的速度。……