实验12传感器的简单应用学案

1、实验 12 传感器的简单应用学案实验 12 传感器的简单应用一、实验目的.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性.了解传感器的简单应用.二、实验要求研究热敏电阻的热敏特性.实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量 和观察.实验器材：NTc 热敏电阻，多用电表，温度计，水杯、 冷水和热水.实验步骤按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理.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：在下图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻 值随温度变化的图线.实验结论：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，半导体热敏电阻也可以用作温度传感 器.研究光敏电阻的光敏特性.实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量 和观察.实验器材：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻 器、导线.实验步骤将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“X100 ”挡.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.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.用手掌遮光时电阻值又是多少，并记录.

3、数据处理：根据记录数据分析光敏电阻的特性.实验结论光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很 小.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.注意事项.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.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.欧姆表每次换挡后都要重新调零一、热敏电阻的应用用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将 RT 和两个适当的固定电阻 R1、R2 连成如图甲虚线框内所示 的电路，以使电路的

4、等效电阻RL 的阻值随 RT 所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这 个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL 的阻值，测量电路器材如图乙所示， 图中的电压表内阻很大.RL 的测量结果如表所示.温度/C30.040.050.060.070.080.090.0RL 阻值/Q54 . 351. 548. 344. 741. 437. 934. 7回答下列问题：根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线.为了检验 RL 与 t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作 RL-1 关系图线.在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙、丁所示.电流表的读数为_,电压表的读数为_

5、 .此时等效电阻 RL 的阻值为 _;热敏电阻所 处环境的温度约为_ .解析：根据电路图连接实物图，R1 与 RT 并联，再与 R2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控 制整个电路，实物连图如答案图所示.根据表中数据，在 RL-1 图象中描点，作 RL-1 图象为 一条直线.如答案图所示.读出电压 U= 5. 00V,电流 I = 115A. RL= UI = 43. 5Q, 再由 RL- t 关系图线找出 RL= 43.5Q对应的温度 t = 64.0C.答案：连线如图所示RL-1 关系图线如图所示15A 5.00V 43.5Q64.0C二、光电传感器的应用为了节能和环保，一

6、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，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件.某光敏电阻RoS 在不同照度下的阻值如下表所示：照度 0.20.40.60.81. 01 . 2电阻 75402823XX根据表中数据，请在如图给定的坐标系中描绘出光敏电 阻阻值随照度变化的曲线，并说明光敏电阻阻值随照度变化 的特点.如图所示，当 1、2 两端所加电压上升至 2V 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 1、2 两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1. Olx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图.提供的器材如下：光敏电阻 RoS直流电源

7、 E;定值电阻：R1= 10Q、R2= 20Q、R3= 40Q开关 S 及导线若干.解析：根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如 图所示的变化曲线.由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特 点： 光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小.因天色渐暗、照度降低至 1. 0lx 时启动照明系统，此 时光敏电阻阻值为 20Q,两端电压为 2V,电源电动势为 3V, 故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为 10Q,即选用 R1.此 电路的原理图如图所示.答案：见解析三、传感器在实验中的应用传感器是把非电学量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中的虚线框所示，它主要由压力传感器 R 和显示体重大小的仪表O组成.压力传感器表面能承受的最大压强为1x107Pa,且已知压力传感器 R 的电阻与所受压力的关系如表所示.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. 8V,取g= 10/S2 .请作答：压力 F/N0250500750100012501500 电压 R/Q300270240210180150120 该秤零点的刻度线应标在电流表刻度盘 _ A 处.如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为 20A,这个人的质量是_g.解析：由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R=3