實驗十一傳感器的簡單應用

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1、實 驗 十 一 傳 感 器 的 簡 單 使 用 【實驗目的】1認 識 熱 敏 電 阻 、 光 敏 電 阻 等 傳 感 器 中 的 敏 感 元件 2 了 解 傳 感 器 在 技 術 上 的 簡 單 應 用 【實驗原理】(1)傳 感 器 是 將 它 感 受 到 的 信 號 (如 力 、 熱 、 光 、 聲 等 )轉 換 成 便 于 測 量 的 量 (一 般 是 電 學 量 )基礎要點整合 (2)其 工 作 過 程 如 圖 實 1所 示 ：圖 實 1【實驗器材】熱 敏 電 阻 、 光 敏 電 阻 、 多 用 電 表 、 鐵 架 臺 、 燒 杯 、冷 水 、 熱 水 、 小 燈 泡 、 學 生 電 源

2、 、 繼 電 器 、 滑 動 變 阻器 、 開 關 、 導 線 等 【實驗過程】一 、 研 究 熱 敏 電 阻 的 熱 敏 特 性1實驗步驟(1)按 圖 實 2所 示 連 接 好 電 路 ， 將 熱 敏 電 阻 絕 緣處 理 圖 實 2 (2)把 多 用 電 表 置 于 “ 歐 姆 擋 ” ， 并 選 擇 適 當 的 量 程測 出 燒 杯 中 沒 有 熱 水 時 熱 敏 電 阻 的 阻 值 ， 并 記 下 溫 度計 的 示 數(shù) (3)向 燒 杯 中 注 入 少 量 的 冷 水 ， 使 熱 敏 電 阻 浸 沒 在 冷水 中 ， 記 下 溫 度 計 的 示 數(shù) 和 多 用 電 表 測 量 的 熱

3、敏 電 阻的 阻 值 (4)將 熱 水 分 幾 次 注 入 燒 杯 中 ， 測 出 不 同 溫 度 下 熱 敏電 阻 的 阻 值 ， 并 記 錄 2數(shù)據(jù)處理(1)根 據(jù) 記 錄 數(shù) 據(jù) ， 把 測 量 到 的 溫 度 、 電 阻 值 填 入 下表 中 ， 分 析 熱 敏 電 阻 的 特 性 . 次 數(shù)待 測 量 溫 度 ( )電 阻 () (2)在 圖 實 3所 示 坐 標 系 中 ， 粗 略 畫 出 熱 敏 電 阻的 阻 值 隨 溫 度 變 化 的 圖 線 圖 實 3(3)根 據(jù) 實 驗 數(shù) 據(jù) 和 R t圖 線 ， 得 出 結 論 ： 熱 敏 電 阻的 阻 值 隨 溫 度 的 升 高 而

4、減 小 ， 隨 溫 度 的 降 低 而 增 大 二、研究光敏電阻的光敏特性圖實41實 驗 步 驟(1)將 光 電 傳 感 器 、 多 用 電 表 、 燈 泡 、 滑 動 變 阻 器 按圖 實 4所 示 電 路 連 接 好 ， 其 中 多 用 電 表 置 于 歐 姆“ 100” 擋 (2)先 測 出 在 室 內 自 然 光 的 照 射 下 光 敏 電 阻 的 阻 值 ，并 記 錄 數(shù) 據(jù) (3)打 開 電 源 ， 讓 小 燈 泡 發(fā) 光 ， 調 節(jié) 小 燈 泡 的 亮 度 使之 逐 漸 變 亮 ， 觀 察 多 用 電 表 表 盤 指 針 顯 示 電 阻 阻 值 的情 況 ， 并 記 錄 (4)用

5、 手 掌 (或 黑 紙 )遮 光 時 電 阻 值 又 是 多 少 ？ 并 記錄 2數(shù)據(jù)處理把 記 錄 的 結 果 填 入 下 表 中 ， 根 據(jù) 記 錄 數(shù) 據(jù) 分 析 光 敏電 阻 的 特 性 . 結論：光 敏 電 阻 的 阻 值 被 光 照 射 時 發(fā) 生 變 化 ， 光 照增 強 電 阻 變 小 ， 光 照 減 弱 電 阻 變 大 【注意事項】1在 做 熱 敏 實 驗 時 ， 加 開 水 后 要 等 一 會 再 測 其 阻 值 ，以 使 電 阻 溫 度 與 水 溫 相 同 ， 并 同 時 讀 出 水 溫 光 照 強 度 弱 中 強 無 光 照 射阻 值 () 2 在 光 敏 實 驗 中

6、， 如 果 效 果 不 明 顯 ， 可 將 電 阻 部 分電 路 放 入 帶 蓋 的 紙 盒 中 ， 并 通 過 蓋 上 小 孔 改 變 射 到 光敏 電 阻 上 的 光 的 多 少 3 歐 姆 表 每 次 換 擋 后 都 要 重 新 調 零 利 用 負 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻 制 作 的 熱 傳 感 器 ，一 般 體 積 很 小 ， 可 以 用 來 測 量 很 小 范 圍 內 的 溫 度 變 化 ，反 應 快 ， 而 且 精 確 度 高 (1)如 果 將 負 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻 與 電 源 、 電 流 表 和 其他 元 件 串 聯(lián) 成 一 個 電 路 ， 其 他 因 素

7、不 變 ， 只 要 熱 敏 電阻 所 處 區(qū) 域 的 溫 度 降 低 ， 電 路 中 電 流 將 變 _(填“ 大 ” 或 “ 小 ” )考點核心突破考點一熱敏電阻的實際應用 (2)上 述 電 路 中 ， 我 們 將 電 流 表 中 的 電 流 刻 度 換 成 相應 的 溫 度 刻 度 ， 就 能 直 接 顯 示 出 熱 敏 電 阻 附 近 的 溫度 如 果 刻 度 盤 正 中 的 溫 度 為 20 (如 圖 實 5甲 )，則 25 的 刻 度 應 在 20 的 刻 度 的 _(填 “ 左 ”或 “ 右 ” )側 圖 實 5 (3)為 了 將 熱 敏 電 阻 放 置 在 某 蔬 菜 大 棚 內

8、 檢 測 大 棚 內溫 度 變 化 ， 請 用 圖 乙 中 的 器 材 (可 增 加 元 器 件 )設 計 一個 電 路 解析(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大故電路中電流會減小(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應對應較大電流，故在20 的刻度的右側 (3)如圖所示 答案(1)小 (2)右 (3)見 解 析 為 了 節(jié) 能 和 環(huán) 保 ， 一 些 公 共 場 所 使 用 光 控 開關 控 制 照 明 系 統(tǒng) 光 控 開 關 可 采 用 光 敏 電 阻 來 控 制 ，光 敏 電 阻 是 阻 值 隨 著 光 的 照 度 而 發(fā) 生 變 化 的 元 件 (照 度可

9、 以 反 映 光 的 強 弱 ， 光 越 強 照 度 越 大 ， 照 度 單 位 為lx) 某 光 敏 電 阻 RP在 不 同 照 度 下 的 阻 值 如 下 表 ：考點二光敏電阻傳感器的應用照 度 (lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電 阻 (k) 75 40 28 23 20 18 (1)根 據(jù) 表 中 數(shù) 據(jù) ， 請 在 給 定 的 坐 標 系 (圖 實 6)中描 繪 出 阻 值 隨 照 度 變 化 的 曲 線 ， 并 說 明 阻 值 隨 照 度 變化 的 特 點 圖 實 6 圖 實 7(2)如 圖 實 7所 示 ， 當 1、 2兩 端 所 加 電 壓 上 升 至 2

10、 V時 ， 控 制 開 關 自 動 啟 動 照 明 系 統(tǒng) ， 請 利 用 下 列 器 材設 計 一 個 簡 單 電 路 ， 給 1、 2兩 端 提 供 電 壓 ， 要 求 當 天色 漸 暗 照 度 降 低 至 1.0(lx)時 啟 動 照 明 系 統(tǒng) ， 在 虛 線 框內 完 成 電 路 原 理 圖 (不 考 慮 控 制 開 關 對 所 設 計 電 路 的 影 響 )提 供 的 器 材如 下 ：光 敏 電 阻 RP(符 號 ， 阻 值 見 上 表 )；直 流 電 源 E(電 動 勢 3 V， 內 阻 不 計 )；定 值 電 阻 ： R1 10 k， R2 20 k， R3 40 k(限選 其

11、 中 之 一 并 在 圖 中 標 出 )開 關 S及 導 線 若 干 解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖所示光敏電阻的阻值隨光照度變化特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小 答案見 解 析 圖 實 8所 示 裝 置 可 以 用 來 測 量 硬 彈 簧 (即勁 度 系 數(shù) 較 大 的 彈 簧 )的 勁 度 系 數(shù) k.電 源 的 電 動 勢 為 E，內 阻 可 忽 略 不 計 ； 滑 動 變 阻 器 全 長 為 L， 重 力 加 速 度 為g. 為 理 想 電 壓 表 ， 當 木 板 上 沒 有 放 重 物 時 ， 滑 動 變 阻器 的 觸 頭 位 于 圖 中 a點 ， 此 時

12、 電 壓 表 示 數(shù) 為 零 在 木 板上 放 置 質 量 為 m 的 重 物 ， 滑 動 變 阻 器 的 觸 頭 隨 木 板 一起 下 移 ， 由 電 壓 表 的 示 數(shù) U及 其 他 給 定 條 件 ， 可 計 算出 彈 簧 的 勁 度 系 數(shù) k.考點三力電傳感器的實際應用 圖 實 8(1)寫 出 m 、 U與 k之 間 所 滿 足 的 關 系 式 (2)已 知 E 1.50 V， L 12.0 cm， g 9.80 m/s2.測 量結 果 如 下 表 ：m (kg) 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50U(V) 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740 在 圖 實 9中 給 出 的 坐 標 紙 上 利 用 表 中 數(shù) 據(jù) 描 出m U直 線 圖 實 9 m U直 線 的 斜 率 為 _kg/V； 彈 簧 的 勁 度 系 數(shù) k _N/m(結 果 均 保 留 三 位有 效 數(shù) 字 )