Физика и астрономия · 11 клас · урок 7 от 10

Сензори

Сензорите превръщат физична величина (температура, светлина, налягане, ускорение, разстояние) в електричен сигнал, който уредът може да обработи. Термодвойката дава напрежение, зависещо от температурата, а фоторезисторът и терморезисторът променят съпротивлението си. В смартфона има акселерометър, жироскоп, барометър, сензор за светлина и др. Ултразвуковите датчици мерят разстояние по времето за връщане на ехото.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Термодвойка и терморезистор: температура.
  • Фоторезистор: съпротивлението намалява при осветяване.
  • Акселерометър: ускорение и наклон (завъртане на екрана).
  • Ултразвуков датчик: разстояние s = v·t/2.
  • Сензорите се свързват с компютър или микроконтролер за автоматично отчитане.

Пример

Ехото на ултразвуков датчик се връща след 0,01 s при скорост на звука 340 m/s. Разстоянието е 340·0,01/2 = 1,7 m.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Какво измерва термодвойката?
    • Температура
    • Налягане
    • Сила на тока
    • Осветеност

    Отговор: Температура

    Термодвойката дава напрежение, което зависи от разликата в температурите на спойките.

  2. Кой сензор в смартфона следи наклона му, за да завърти изображението на екрана?
    • Микрофон
    • Фоторезистор
    • Акселерометър
    • Термистор

    Отговор: Акселерометърът

    Акселерометърът измерва ускорение, включително посоката на земното привличане.

  3. Как се изменя съпротивлението на фоторезистор при осветяване?
    • Увеличава се
    • Намалява
    • Не се изменя
    • Става безкрайно голямо

    Отговор: Намалява

    Светлината освобождава допълнителни токоносители в полупроводника.

  4. Какво измерва барометричният сензор в смартфона?
    • Температурата
    • Атмосферното налягане
    • Осветеността
    • Магнитното поле

    Отговор: Атмосферното налягане

    Барометричният сензор отчита налягането на въздуха.

  5. Какво определя ултразвуковият датчик за паркиране?
    • Разстоянието до препятствието
    • Скоростта на вятъра
    • Температурата на въздуха
    • Масата на колата

    Отговор: Разстоянието до препятствието

    Датчикът измерва времето, за което ултразвукът се отразява и се връща, и пресмята разстоянието.

  6. Каква е основната задача на сензора?
    • Превръща величина в сигнал
    • Усилва звука
    • Съхранява енергия
    • Охлажда уреда

    Отговор: Превръща величина в сигнал

    Сензорът превръща физична величина в електричен сигнал, който се обработва.

  7. Кой сензор в смартфона измерва скоростта на въртене?
    • Барометърът
    • Жироскопът
    • Микрофонът
    • Светлинният сензор

    Отговор: Жироскопът

    Жироскопът мери ъгловата скорост на завъртане на телефона.

  8. Какво измерва сензорът на Хол?
    • Температурата
    • Влажността
    • Магнитното поле
    • Осветеността

    Отговор: Магнитното поле

    В сензора на Хол се появява напрежение, пропорционално на магнитната индукция.

  9. Какъв е изходният сигнал на термодвойката?
    • Светлина
    • Звук
    • Налягане
    • Напрежение

    Отговор: Напрежение

    В спояването на два различни метала се появява термоелектрично напрежение, зависещо от температурата.

  10. Ехото на ултразвуков датчик се връща след 0,02 s. На какво разстояние е препятствието? (v = 340 m/s)
    • 3,4 m
    • 6,8 m
    • 1,7 m
    • 0,34 m

    Отговор: 3,4 m

    s = vt/2 = 340·0,02/2 = 3,4 m.

  11. Кой сензор изключва екрана на смартфона, когато го доближим до ухото?
    • Жироскопът
    • Сензорът за близост
    • GPS приемникът
    • Барометърът

    Отговор: Сензорът за близост

    Сензорът за близост (обикновено инфрачервен) усеща близък обект пред екрана.

  12. На какво явление се основава действието на фоторезистора?
    • Електролиза
    • Свръхпроводимост
    • Вътрешен фотоефект
    • Самоиндукция

    Отговор: Вътрешен фотоефект

    Светлината освобождава токоносители в полупроводника и съпротивлението намалява.

  13. Какво се изменя в тензорезисторния сензор за сила при деформация?
    • Масата
    • Температурата
    • Честотата
    • Съпротивлението

    Отговор: Съпротивлението

    При разтягане или свиване на проводника се изменят дължината и сечението му, а с тях и съпротивлението.

  14. Колко различни стойности може да даде 10-битов аналогово-цифров преобразувател?
    • 1024
    • 100
    • 512
    • 10 000

    Отговор: 1024

    210 = 1024 различни нива.

  15. Акселерометър на телефон, легнал неподвижно на маса, показва около 9,8 m/s2 по вертикалната ос. Защо?
    • Телефонът се движи
    • Отчита гравитацията
    • Сензорът е повреден
    • Отчита налягането

    Отговор: Отчита гравитацията

    Акселерометърът усеща реакцията на опората, равна на силата на тежестта, затова показва g.