第十章实验十六　传感器的简单应用.ppt

实验十六传感器的简单应用 实验目的1 了解传感器的工作过程 探究敏感元件的特性 2 学会传感器的简单使用 实验原理传感器是能将所感受到的物理量 如力 热 光 声等 转换成便于测量的量 一般是电学量 的一类元件 其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号 例如 光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号 热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号 转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测 自动控制 遥控等各种目的了 实验器材铁架台 带铁夹 温度计 烧杯 热敏电阻 光敏电阻 冷水 热水 多用电表 导线 开关 光电计数器等 实验步骤1 热敏电阻特性 1 如图10 8 1所示 将一热敏电阻连入电路中 用多用电表欧姆挡测其电阻 记录温度 电阻值 图10 8 1 2 将热敏电阻放入盛有少量冷水并插入温度计的烧杯中 记录温度 电阻值 3 再分几次向烧杯中倒入开水 观察不同温度下热敏电阻的阻值 2 图10 8 2 光敏电阻特性 1 按图10 8 2所示将光敏电阻连入电路中 观察欧姆表的示数 2 用手挡住部分光线或上下移动手掌 观察光敏电阻的阻值随光线的变化而变化的情况 3 将钩码放在纸带上 如图10 8 3所示 拖动纸带向前运动 观察光电计数器上的数字变化 图10 8 3 误差分析1 温度计 欧姆表读数时的偶然误差 2 读数时机把握不好 过早读数 则水温与热敏电阻温度存在差异 注意事项1 在做热敏实验时 加热水后要等一会再测其阻值 以使电阻温度与水温相同 并同时读出水温 2 光敏实验中 如果效果不明显 可将部分电路放人带盖的纸盒中 并通过盖上小孔 改变射到光敏电阻上的 光的多少 3 光电计数器是比较精密的仪器 使用过程中应轻拿轻放 严格按操作要求进行 实验创新图10 8 4对于热敏电阻的特性 可用以下实验进行 如图10 8 4所示 将多用电表的选择开关置于 欧姆 挡 再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连 这时表针指在某一刻度 观察下述操作中指针的偏转情况 1 往Rt上擦一些酒精 2 用吹风机将热风吹向电阻 实验分析 1 中指针左偏 说明Rt的阻值增大 酒精蒸发吸热 热敏电阻的温度降低 所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大 2 中指针右偏 说明Rt的阻值减小 而热敏电阻Rt的温度升高 故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 优点 改进后的实验简单易操作 学生很快得出结论 2010 高考大纲全国卷 如图10 8 5 一热敏电阻RT放在控温容器M内 A为毫安表 量程6mA 内阻为数十欧姆 E为直流电源 电动势约为3V 内阻很小 R为电阻箱 最大阻值为999 9 S为开关 已知RT在95 时的阻值为150 在20 时的阻值约为550 现要求在降温过程中测量在95 20 之间的多个温度下RT的阻值 1 在图中画出连线 完成实验原理电路图 2 完成下列实验步骤中的填空 a 依照实验原理电路图连线 b 调节控温容器M内的温度 使得RT的温度为95 图10 8 5 c 把电阻箱调到适当的初值 以保证仪器安全 d 闭合开关 调节电阻箱 记录电流表的示数I0 并记录 f 温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1 g 逐步降低T1的数值 直至20 为止 在每一温度下重复步骤e f 解析 1 电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大 因此电阻箱应为与热敏电阻串联 2 本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时 外电路的总电阻相等 95 和RT时对应的电路的电阻相等 有150 R0 RT R 即RT R0 R1 150 答案 1 实验原理电路图如图10 8 6所示 2 d 电阻箱的读数R0e 仍为I0电阻箱的读数R1f R0 R1 150 图10 8 6 为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明系统 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 某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表 1 根据表中数据 请在图10 8 7所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线 并说明阻值随照度变化的特点 图10 8 7 2 如图10 8 8所示 当1 2两端所加电压上升至2V时 控制开关自动启动照明系统 请利用下列器材设计一个简单电路 给1 2两端提供电压 要求当天色渐暗照度降低至1 0lx时启动照明系统 在虚线框内完成电路原理图 不考虑控制开关对所设计电路的影响 图10 8 8 提供的器材如下 光敏电阻RP 符号 阻值见上表 直流电源E 电动势3V 内阻不计 定值电阻 R1 10k R2 20k R3 40k 限选其中之一并在图中标出 开关S及导线若干 解析 1 描绘图象应注意 各点均匀分布在图线两侧 且图线应用平滑曲线 而不能成为各点的连线 光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图10 8 9所示