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1、第3讲 实验十一 传感器的简单应用,实验目的,1认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性 2了解传感器在技术上的简单应用 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其工作过程如图1031所示：,图1031,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,实验过程,一、研究热敏电阻的热敏特性 1实验步骤 (1)按图1032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)
2、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,图1032,2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,(2)在图1033坐标系中，粗略画出热敏电阻的 阻值随温度变化的图线 (3)根据实验数据和Rt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,图1033,二、研究光敏电阻的光敏特性 1实验步骤,图1034,(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器 如图1034所示电路连接好，其中多用电表置于 “100”挡；
3、 (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化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大,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 盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少 3欧姆表每次换挡后都
4、要重新调零.,热敏电阻传感器,【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 4 5 .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(3 V、内阻可忽略)、 直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(020 )、开 关、导线若干,图1035,(1)在图1035(a)中画出实验电路图 (2)根据电路图，在图1035(b)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
5、电阻的阻值(约4 5 ) 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)实验电路如图甲所示 (2)根据电路图，连接实物图如图乙所示,图甲,图乙,(3)完成接线后的主要实验步骤：往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读 出温度计值；调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；重复 和，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性 曲线 答案：见解析,光敏电阻传感器,【例2】(2009宁夏高考)青岛奥运会帆船赛场采用风力 发电给蓄电池充电，为路灯提供电能用光敏电阻 作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控
6、制 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化 模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几 乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大利用光敏电阻作为传感 器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭、黑天打开电磁开关的 内部结构如图1036所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分 别与弹簧片和触点连接当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片， 弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通励磁线圈中允 许通过的最大电流为100 mA.,图1036,(2)回答下列问题： 如果励磁线圈的电阻为200 ，励磁线圈允许加的最大电压为_ V， 保护电阻R
7、2的阻值范围为_ . 在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线 柱3、4之间从断开变为接通为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题 中电磁开关内部结构图说明 答：_. 任意举出一个其他的电磁铁应用的例子 答：_.,答案： (1)如图所示 (2)20 160520 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接 通；不吸合时，3、4之间断开 电磁起重机,【例3】传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等) 的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动 控制中有着相当广泛的应用有一种测量人的体重 的电子秤，其测量部分的原理图如图1037中的 虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所 受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的 仪表A(实质是理想的电流表)组成压力传感器表面 能承受的最大压强为1107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如 下表所示设踏板 和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V， 取g10 m/s2.,图1037,请回答：,单击此处进入 随堂演练,
