实验11：传感器的简单使用

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1、实验11：传感器的简单使用一、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.能够简单使用传感器。二、实验原理传感器是将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。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。三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、开关、滑动变阻

2、器、铁架台、导线若干。四、实验步骤1.研究热敏电阻的热敏特性。(1)按图10-3-1所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理。(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；(5)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。(6)在图10-3-2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。(7)根据实验数据和R-t图线，

3、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。图10-3-1图10-3-2次数待测量温度(℃)电阻(Ω)2.研究光敏电阻的光敏特性。(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图10-3-3所示电路连接好，其中多用电表置于“×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；(5)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

4、化，光照增强，电阻变小，光强减弱，电阻变大。五、注意事项1.烧杯中加水改变温度时，要等待温度稳定后再测热敏电阻的阻值。并同时读取温度值。2.欧姆表每次换挡后都要重新调零。3.调节灯泡亮度时，注意不要超过其额定电压。图10-3-3光照强度弱中强无光照射阻值(Ω)【例1】［2009年高考山东理综卷］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，请在给定的坐标系(图10-3-4

5、)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。(2)如图10-3-5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1.0(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3V，内阻不计)；定值电阻：R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=40kΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干。热点一光敏电阻的应用照度(lx)0.20.40.60.81.01.

6、2电阻(kΩ)754028232018图10-3-5图10-3-4【解析】(1)光敏电阻随光照度变化的曲线如图10-3-6所示，其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。(2)当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为RP=20kΩ，设计原理图如图10-3-7所示。根据欧姆定律与串联电阻的分压即R=10kΩ即与RP串联的电阻应选R1=10kΩ。图10-3-6图10-3-71光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，比如用于街道路灯的自动控制。图10-3-8为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄，日

7、落灯亮的效果。【答案】当天亮时，光线照射光敏电阻A。其阻值迅速减小，控制回路电流增大，继电器B工作，吸住衔铁使触点断开，路灯熄灭。当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯点亮。图10-3-8【例2】如图10-3-9所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑动电阻器，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头。P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时，P1刚好指着A端。P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上可显示物体重