实验十一传感器的简单应用课件

实验十一 传感器的简单使用,【实验目的】 1认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件 2了解传感器在技术上的简单应用 【实验原理】 (1)传感器是将它感受到的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量),(2)其工作过程如图实1所示： 图实1 【实验器材】 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等,【实验过程】 一、研究热敏电阻的热敏特性 1实验步骤 (1)按图实2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理 图实2,(2)把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测出烧杯中没有热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,2数据处理 (1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性.,(2)在图实3所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线 图实3 (3)根据实验数据和Rt图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大,二、研究光敏电阻的光敏特性 图实4 1实验步骤 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图实4所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“100”挡,(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显示电阻阻值的情况，并记录 (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录 2数据处理 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性.,结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大 【注意事项】 1在做热敏实验时，加开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在光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少 3欧姆表每次换挡后都要重新调零,利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高 (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变_(填“大”或“小”),考点一热敏电阻的实际应用,(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度如果刻度盘正中的温度为20 (如图实5甲)，则25 的刻度应在20 的刻度的_(填“左”或“右”)侧 图实5,(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路 解析(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大故电路中电流会减小 (2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 的刻度应对应较大电流，故在20 的刻度的右侧,(3)如图所示 答案(1)小(2)右(3)见解析,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：,考点二光敏电阻传感器的应用,(1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图实6)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 图实6,图实7 (2)如图实7所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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1.0(lx)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)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3 V，内阻不计)； 定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干,解析(1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示 光敏电阻的阻值随光照度变化特点： 光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小,答案见解析,图实8所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g. 为理想电压表，当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移，由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k.,考点三力电传感器的实际应用,图实8 (1)写出m、U与k之间所满足的关系式 (2)已知E1.50 V，L12.0 cm，g9.80 m/s2.测量结果如下表：,在图实9中给出的坐标纸上利用表中数据描出mU直线 图实9 mU直线的斜率为_kg/V； 弹簧的劲度系数k_N/m(结果均保留三位有效数字),