實驗12傳感器的簡單應(yīng)用學(xué)案

1、實驗 12 傳感器的簡單應(yīng)用學(xué)案實驗 12 傳感器的簡單應(yīng)用一、實驗?zāi)康?認(rèn)識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性.了解傳感器的簡單應(yīng)用.二、實驗要求研究熱敏電阻的熱敏特性.實驗原理：閉合電路的歐姆定律，用歐姆表進(jìn)行測量 和觀察.實驗器材：NTc 熱敏電阻，多用電表，溫度計，水杯、 冷水和熱水.實驗步驟按圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理.把多用電表置于“歐姆”擋，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y出燒 杯中沒有熱水時熱敏電阻的阻值，并記下溫度計的示數(shù).向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在冷水中， 記下溫度計的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值.將熱水分幾次注入燒杯中，測出不同溫度下熱敏電阻的 阻值，并記錄

2、.數(shù)據(jù)處理：在下圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻 值隨溫度變化的圖線.實驗結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大，半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感 器.研究光敏電阻的光敏特性.實驗原理：閉合電路的歐姆定律，用歐姆表進(jìn)行測量 和觀察.實驗器材：光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動變阻 器、導(dǎo)線.實驗步驟將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于“X100 ”擋.先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄 數(shù)據(jù).打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸 變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄.用手掌遮光時電阻值又是多少，并記錄.

3、數(shù)據(jù)處理：根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.實驗結(jié)論光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強(qiáng)光照射下電阻值很 小.光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量.注意事項.在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫.光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放 入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光 的多少.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零一、熱敏電阻的應(yīng)用用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學(xué)將 RT 和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮?R1、R2 連成如圖甲虛線框內(nèi)所示 的電路，以使電路的

4、等效電阻RL 的阻值隨 RT 所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍.為了驗證這 個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL 的阻值，測量電路器材如圖乙所示， 圖中的電壓表內(nèi)阻很大.RL 的測量結(jié)果如表所示.溫度/C30.040.050.060.070.080.090.0RL 阻值/Q54 . 351. 548. 344. 741. 437. 934. 7回答下列問題：根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線.為了檢驗 RL 與 t 之間近似為線性關(guān)系，在坐標(biāo)紙上作 RL-1 關(guān)系圖線.在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丙、丁所示.電流表的讀數(shù)為_,電壓表的讀數(shù)為_

5、 .此時等效電阻 RL 的阻值為 _;熱敏電阻所 處環(huán)境的溫度約為_ .解析：根據(jù)電路圖連接實物圖，R1 與 RT 并聯(lián)，再與 R2串聯(lián)，滑動變阻器為限流接法，注意各電表的極性，開關(guān)控 制整個電路，實物連圖如答案圖所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在 RL-1 圖象中描點，作 RL-1 圖象為 一條直線.如答案圖所示.讀出電壓 U= 5. 00V,電流 I = 115A. RL= UI = 43. 5Q, 再由 RL- t 關(guān)系圖線找出 RL= 43.5Q對應(yīng)的溫度 t = 64.0C.答案：連線如圖所示RL-1 關(guān)系圖線如圖所示15A 5.00V 43.5Q64.0C二、光電傳感器的應(yīng)用為了節(jié)能和環(huán)保，一

6、些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件.某光敏電阻RoS 在不同照度下的阻值如下表所示：照度 0.20.40.60.81. 01 . 2電阻 75402823XX根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在如圖給定的坐標(biāo)系中描繪出光敏電 阻阻值隨照度變化的曲線，并說明光敏電阻阻值隨照度變化 的特點.如圖所示，當(dāng) 1、2 兩端所加電壓上升至 2V 時，控制開 關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路給 1、2 兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗、照度降低至1. Olx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.提供的器材如下：光敏電阻 RoS直流電源

7、 E;定值電阻：R1= 10Q、R2= 20Q、R3= 40Q開關(guān) S 及導(dǎo)線若干.解析：根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點連線，得到如 圖所示的變化曲線.由圖可知光敏電阻阻值隨照度變化的特 點： 光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小.因天色漸暗、照度降低至 1. 0lx 時啟動照明系統(tǒng)，此 時光敏電阻阻值為 20Q,兩端電壓為 2V,電源電動勢為 3V, 故應(yīng)加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為 10Q,即選用 R1.此 電路的原理圖如圖所示.答案：見解析三、傳感器在實驗中的應(yīng)用傳感器是把非電學(xué)量的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一 種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器 R 和顯示體重大小的儀表O組成.壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1x107Pa,且已知壓力傳感器 R 的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示.設(shè)踏板和壓桿的 質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒 為 4. 8V,取g= 10/S2 .請作答：壓力 F/N0250500750100012501500 電壓 R/Q300270240210180150120 該秤零點的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤 _ A 處.如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為 20A,這個人的質(zhì)量是_g.解析：由題表格知，踏板空載時，壓力傳感器的電阻R=3