北京专用2020版高考物理总复习第十三章第5讲实验：利用传感器设计并制作简单的自动控制装置课件.pptx

第5讲实验:利用传感器设计并制作简单的自动控制装置,一研究热敏电阻的热敏特性,二研究光敏电阻的光敏特性,知识梳理,考点传感器的工作原理和分类,深化拓展,知识梳理,一、研究热敏电阻的热敏特性,1.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理;多用电表的选择开关置于欧姆挡,并选择适当的倍率;2.先用多用电表测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数;3.向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值;4.将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录;5.根据记录的数据,分析热敏电阻的特性。,二、研究光敏电阻的光敏特性,1.将光电传感器、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好,其中多用电表置于欧姆挡,并选择适当倍率;,2.先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据;3.打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察多用电表表盘指针指示情况,并记录;4.根据记录的数据分析光敏电阻的特性。,1.(多选)如图所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中,电流表示数增大,则说明(BD),A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好,解析电流表的示数增大,说明电路中的电流增大,电阻减小,所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的,半导体材料温度升高时,导电性能变好,故选项B、D正确。,2.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,可以记录传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示,若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2m,则下述说法正确的是(),A.传送带运动的速度是0.1m/sB.传送带运动的速度是0.2m/sC.该传送带每小时输送3600个工件D.该传送带每小时输送7200个工件,答案BC从乙图可以知道:每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是v=m/s=0.2m/s。故A错误、B正确;传送带每小时传送的距离为:s=vt=0.23600m=720m,每小时传送工件个数为:n=3600(个),C正确、D错误。,深化拓展,考点传感器的工作原理和分类,1.概念:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置,叫传感器。2.组成:一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。3.原理:通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器利用热敏电阻将温度信息转换成电信号。,4.传感器的分类:目前对传感器尚无一个统一的分类方法,常用的分类方法有两个:(1)按输入量分类,如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时,相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。(2)按传感器的工作原理分类,可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。5.制作传感器的元件:制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件等。,【情景素材教师备用】,1-1(2016北京理综,21节选)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更(选填“敏感”或“不敏感”)。,答案增强敏感,解析由R-t图知热敏电阻随t增大阻值R减小,所以导电能力增强;由题图中可看出,相对金属热电阻而言,随温度变化,热敏电阻的阻值变化更明显,即热敏电阻对温度变化的响应更敏感。,1-2某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在如图所示的实物图上连线。,(2)实验的主要步骤:正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;,在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,断开开关。重复第步操作若干次,测得多组数据。(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R-t关系图线。请根据下图中图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R=+t()(保留3位有效数字)。,答案(1)如图所示(2)读取温度计