实验十二传感器的简单使用.pptx

第第十十一一 章章返回返回一、实验目的一、实验目的(1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。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。能够简单应用传感器。二、实验原理二、实验原理(1)传感器能够将感受到的物理量传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等力、热、光、声等)转转 换成便于测量的量换成便于测量的量(一般是电学量一般是电学量)。返回(2)工作过程如图：工作过程如图：返回三、实验器材三、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、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、滑动变阻冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。器、开关、导线等。返回四、研究热敏电阻的热敏特性四、研究热敏电阻的热敏特性1实验步骤实验步骤(1)按如图实按如图实111所示连接好电所示连接好电 路，将热敏电阻绝缘处理；路，将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于把多用电表置于“欧姆欧姆”挡，并选挡，并选 择适当的量程测出烧杯中没有水时择适当的量程测出烧杯中没有水时 热敏电阻的阻值，并记下温度计的热敏电阻的阻值，并记下温度计的 图实图实111 示数；示数；返回(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，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；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。的阻值，并记录。返回2数据处理数据处理(1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，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。分析热敏电阻的特性。次数次数待测量待测量温度温度()电阻电阻()返回(2)在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化 的图线。的图线。(3)根据实际数据和根据实际数据和Rt图线，得出结论：热敏电阻的图线，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。阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。返回五、研究光敏电阻的光敏特性五、研究光敏电阻的光敏特性 1实验步骤实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图实滑动变阻器按如图实112所示所示 电路连接好，其中多用电表置于电路连接好，其中多用电表置于 图实图实112 “100”挡；挡；返回(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录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；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；变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌用手掌(或黑纸或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录。遮光时电阻值又是多少，并记录。返回2数据处理数据处理 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。的特性。光照强度光照强度弱弱中中强强无光照射无光照射阻值阻值()结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强结论：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。电阻变小，光照减弱电阻变大。返回六、注意事项六、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，在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。以使电阻温度与水的温度相同，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。阻上的光的强度。(3)欧姆表每次换挡后都要重新调零。欧姆表每次换挡后都要重新调零。返回返回例例1热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏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曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 5。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内。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：盛有热水的热水瓶的热水瓶(图中未画出图中未画出)、电源、电源(3 V、内阻可忽略、内阻可忽略)、直流、直流电流表电流表(内阻约内阻约1 )、直流电压表、直流电压表(内阻约内阻约5 k)、滑动变、滑动变阻器阻器(020)、开关、导线若干。、开关、导线若干。返回图实图实113(1)画出实验电路图。画出实验电路图。(2)根据电路图，在图实根据电路图，在图实113所示的实物图上连线。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。简要写出完成接线后的主要实验步骤。返回解析解析常温下待测热敏电阻的阻常温下待测热敏电阻的阻值值(约约4 5)较小，应该选用安较小，应该选用安培表外接法。热敏电阻的阻值随温培表外接法。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。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。实验电路如图所示。(2)根据电路图，连接实物图如图所示。根据电路图，连接实物图如图所示。返回返回(3)完成接线后的主要实验步骤：完成接线后的主要实验步骤：往保温杯里加一些热往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；水，待温度计稳定时读出温度计值；调节滑动变阻器，调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；快速测出几组电压表和电流表的值；重复重复和和，测，测量不同温度下的数据；量不同温度下的数据；绘出各测量温度下的热敏电阻绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线。的伏安特性曲线。答案答案见解析见解析返回例例2为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控为了节能和环保，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阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏电。某光敏电阻阻RP在不同照度下的阻值如下表：在不同照度下的阻值如下表：照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻电阻(k)754028232018返回(1)根据表中数据，请在图实根据表中数据，请在图实114所示的坐标系中描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。特点。图实图实114返回(2)如图实如图实115所示，当所示，当1、2两端所加电压上升至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，给一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：提供的器材如下：返回光敏电阻光敏电阻RP(符号符号 ，阻值见上表，阻值见上表)；直流电源直流电源E(电动势电动势3 V，内阻不计，内阻不计)；定值电阻：定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其限选其中之一并在图中标出中之一并在图中标出)；开关开关S及导线若干。及导线若干。返回图实图实115返回解析解析(1)描绘图像应注意：各点均匀分布在图线两描绘图像应注意：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。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小。的阻值随光照度的增大而减小。返回(2)根据串联电阻的正比分压关系，根据串联电阻的正比分压关系，E3 V，当照度降低至，当照度降低至 1.0 lx时，其电压升至时，其电压升至2 V，返回答案答案见解析见解析返回