A-level 物理 (进阶物理)/传感器
传感器是一种将物理属性转换为电气属性（例如电阻）的设备。传感系统是一个允许测量此电气属性，以及物理属性的系统（通常是电路）。
传感系统的一个常见示例是恒温器中的温度传感器，它使用热敏电阻。在最常见的热敏电阻类型（负温度系数热敏电阻）中，电阻随着温度升高而降低。通过使用半导体制造热敏电阻来实现这种效果。然后，热敏电阻被用在分压器中，如右侧图所示。在此图中，电位差在电阻和热敏电阻之间分配。随着温度升高，热敏电阻的电阻降低，因此它两端的电位差降低。这意味着电阻器两端的电位差随着温度升高而升高。这就是为什么电压表接在电阻器上，而不是热敏电阻器上的原因。
有三个主要的传感系统特性需要了解
这是输入变化（物理属性）单位变化所产生的电压输出变化量。例如，在上述传感系统中，如果电压表上的电压随着温度升高 6.3 °C 而升高 10V
V/°C
这是传感系统可检测到的物理属性的最小变化量。有时，限制因素是电压表可以显示的小数位数。因此，例如，如果电压表可以显示两位小数的电压，则可见的最小电压变化为 0.01V。然后我们可以使用传感器的灵敏度来计算分辨率。
<math>R = \frac{0.01}{
这是传感系统显示其正在测量的物理属性变化所需的时间。它通常很难测量。
有时，传感系统会产生输出电压差，但灵敏度太低而无法使用。有两个解决方案可以解决这个问题，可以一起使用
放大器是一种用于增加施加到其输入的信号幅度的电子设备或电路。放大器是一个通用术语，用于描述产生放大版输入信号的电路。放大器可以放置在系统中，增加信号。这方面的主要问题是信号不能超过系统的最大电压，因此信号的顶部和底部将被切断，因为它太高了。
这个解决方案要好得多，尤其是在放大之前使用。与只使用一对电阻器相比，使用第二对电阻器，测量两对（并联连接）之间的电位差。这意味着，如果传感电阻（例如热敏电阻/LDR）的电阻处于最大值，则会产生 0V 的信号。这意味着信号的极端值不会被切断，从而形成更好的传感器。
LDR 的电阻从最大电阻 2kΩ 降低到最小电阻 0Ω，随着光强度的增加。它被用在一个距离传感系统中，该系统由一个 9V 电源、一个 1.6 kΩ 电阻、LDR 和一个测量两个电阻器之一两端的电位差，并以两位小数显示电压的多用表组成。
1. 多用表应该连接在哪个电阻器上，以确保当光源到传感器的距离增加时，记录的电位差增加？
2. 在完全黑暗中，多用表记录的电压是多少？
3. 当光源从传感器移开 0.5m 时，多用表上的电压增加 2V。使用此光源时，传感系统的灵敏度是多少，单位为 V m−1？
4. 当同一光源放置在距传感器 0m 处时，电位差为 0V。当光源距离传感器 1m 时，多用表上显示的电压是多少？
5. 传感系统的分辨率是多少？
6. 画一个电路图，显示与该系统类似的传感系统，使用惠斯通电桥和放大器来提高系统的灵敏度。
7. 使用此新系统（忽略放大）可以到达放大器的最大电位差是多少？
8. 如果此信号被放大 3 倍，它会超过系统的最大电压吗？信号的限制是什么？