了解传感器的简单应用二.ppt
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1、一、实验目的 (1)认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。 (2)了解传感器的简单应用。 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)其工作过程如图实111所示:,图实111,三、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、实验过程 1研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤: 按图实112所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理;,图实112,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; 向烧杯中注入少
2、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; 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: 根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。,电阻(),温度(),次数 待测量,在图实113坐标系中,粗略画 出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。 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。,图实113,2研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤: 将光敏电阻、多用电表、灯泡、 滑动变阻器按如图实114所示电路 连接好,其中多用电表置于“100”挡; 先测出在室内
3、自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据; 接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录;,图实114,用手掌(或黑纸)遮住光,观察光敏电阻的阻值又是多少,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。,阻值(),无光照射,强,中,弱,光照强度,五、注意事项 (1)在做热敏电阻实验时,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)在做光敏电阻实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖
4、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要重新调零。,实验原理与操作,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45 。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。,图实115,(1)画出实验电路图。 (2)根据电路图,在图实115所示的实物图上连线。 (3)简要写出
5、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45 )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)实验电路如图实116所示。,图实116,(2)根据电路图,连接实物图如图实117所示。,图实117,(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,题组演练 1(2011江苏高考)美国科学家 Willard S. Boyle与 Geor
6、ge E. Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖。CCD 是将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有( ) A发光二极管 B热敏电阻 C霍尔元件 D干电池,解析:传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确。 答案:B
7、C,22007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科 学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是 ( ) A热敏电阻可应用于温度测控装置中 B光敏电阻是一种光电传感器 C电阻丝可应用于电热设备中 D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用,解析:热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以A、B、C三个说法均正确;交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D错误。 答案:D,3.(2013聊城模拟)如图实118所示,R1
8、、 R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏 电阻,当照射光强度增大时 ( ) A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大,图实118,解析:当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,电压表的示数增大,A项正确,D项错误;由路端电压减小,R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B项正确;结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,则小灯泡的功率增大,故C项正确。 答案:ABC,数据处理与误差分析,例2 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给
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