实验十一　传感器的简单应用

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1、实验十一　传感器的简单应用知识点一传感器的工作原理——知识回顾——1．传感器的定义：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并且能够把它们按照一定的规律转换为、等电学量．电压电流2．传感器的原理：传感器感受到的通常是量，如压力、温度、位移、浓度、速度等，而它输出的通常是量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号非常微弱，通常经过放大后再送给控制系统产生各种控制动作．传感器的原理也可以用下图表示：非电学电学3．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，相应的传感器称为传感器、传

2、感器、传感器、速度传感器、加速度传感器．(2)按传感器的分类，可分为传感器、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．输入量温度压力位移工作原理电阻电容4．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、金属热电阻、霍尔元件等．——基础自测——关于传感器的下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号D．以上说法均不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能

3、感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错．答案：B知识点二传感器的应用——知识回顾——1．力传感器的应用，如电子秤．2．声传感器的应用，如话筒．3．温度传感器的应用，如电熨斗、电饭锅、测温仪．4．光传感器的应用，如火灾报警器、自动计数器、机械式鼠标．——要点深化——1．角度的电容式传感器：原理是当旋转动片时，电容器两个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化，从而引起电容发生变化．如图1甲所示．图12．液体的电容式传感器：原理是导电液体相当于电容器的一个极板，当液体的浓度发生变化时，相当于两个极板的正对面积发生变化，从而电容发生变化．如图乙所示．3．位移的电容式传感器：原理是当电解质板

4、插入两金属极板间不同的距离时，随着电解质板位移的变化，电容随之变化．如图丙所示．4．压力的电容式传感器：原理是当作用在一个电极上的压力改变时，金属片的形状发生变化，两金属板的距离发生变化，电容随之改变．如图丁所示．——基础自测——如图2所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容器的两极．把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化使电容值增大时，则导电液体的深度h变化为()A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定图2解析：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极．当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发

5、生变化，自然就会引起电容的变化．与平行板电容器类比可得，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．答案：A知识点三传感器的应用实验——知识回顾——1．实验目的：(1)体会传感器在实际中的应用(2)了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路和温控电路的工作原理．2．实验原理：(一)光控开关(如图3所示)：白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值(1.6V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二

6、极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的．R1的阻值调高，路灯会在更暗时亮．图4图3(二)温度报警器(如图4所示)：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过峰鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻值越小，则报警温度越高．3．实验器材：斯密特触发器、光敏电阻、发光二极管(LED)、可变电阻、定值电阻、热敏电阻、蜂鸣器、集成电路实验板．4．实验步骤实验(一)：光控开关

7、(1)先把光敏电阻、发光二极管等电路元件按电路图接好(见原理图5)；(2)调节可变电阻，使发光二极管(LED)不发光，然后减小照射到光敏电阻的光量，观察发光二极管发光的情况；(3)调节可变电阻R1，探究使LED发光的规律．实验(二)：温度报警器(1)先把热敏电阻、蜂鸣器等电路元件按电路图接好(参照图5中光控开关的原理图)；图5(2)调节可变电阻，使蜂鸣器不发声，然后用热水使热敏电阻的温度上升，达一定温度后就会发出警报声；