实验十二传感器的简单使用

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1、实验理论必备第十一章课下知能提升实验十二命题热点例析一、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)能够简单应用传感器。二、实验原理(1)传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。(2)工作过程如图：三、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。四、研究热敏电阻的热敏特性1．实验步骤(1)按如图实－11－1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水时热敏电阻的阻

2、值，并记下温度计的图实－11－1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、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性。次　数待测量温度(℃)电阻(Ω)(2)在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。(3)根据实际数据和R－t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。五、研究光敏电阻的光敏特性1．实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑

3、动变阻器按如图实－11－2所示电路连接好，其中多用电表置于图实－11－2“×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。2．数据处理把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性。光照强度弱中强无光照射阻值(Ω)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。六、注意事项(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水

4、的温度相同，并同时读出水温。(2)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照射到光敏电阻上的光的强度。(3)欧姆表每次换挡后都要重新调零。[例1]热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4Ω～5Ω。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、

5、开关、导线若干。图实－11－3(1)画出实验电路图。(2)根据电路图，在图实－11－3所示的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。[解析]常温下待测热敏电阻的阻值(约4Ω～5Ω)较小，应该选用安培表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式。(1)实验电路如图所示。(2)根据电路图，连接实物图如图所示。(3)完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量

6、温度下的热敏电阻的伏安特性曲线。[答案]见解析[例2]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：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在图实－11－4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。图实－11－4(2)如图实－11－5所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关

7、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)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。图实－11－5[解析](1)描绘图像应注意：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所示，电阻的阻值随光照度的增大而减

8、小。(2)根据串联电阻的正比分压关系，E＝3V，当照度降低至1.0lx时，其电压升至2V，[答案]见解析点击此图片进入“课