传感器的简单使用ppt课件

1、实验12传感器的简单运用一、实验目的认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。二、实验原理闭合电路欧姆定律,用欧姆表进展丈量和察看。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、滑动变阻器、开关、导线等。四、实验步骤、数据处置及结论1.研讨热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤按如下图衔接好实物,将热敏电阻绝缘处置。将多用电表置于“欧姆挡,选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丈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

2、录。(2)数据处置根据记录数据,把丈量到的温度、电阻值填入表中,分析热敏电阻的特性。在坐标系中,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R-t图线,得出结论。2.研讨光敏电阻的光敏特性研讨光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤实验步骤将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如下图的电路将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如下图的电路衔接好衔接好,其中多用电表置于其中多用电表置于“100挡。挡。先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值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。并记录数据。接通电源接通电源,让小灯泡发光让小灯泡发光,调理滑动变阻器使小灯泡的亮度逐调理滑动变阻

3、器使小灯泡的亮度逐渐变亮渐变亮,察看表盘指针显示电阻阻值的情况察看表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。并记录。用手掌用手掌(或黑纸或黑纸)遮住光遮住光,察看光敏电阻的阻值察看光敏电阻的阻值,并记录。并记录。(2)数据处置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。命题点一命题点二热敏电阻的原理及运用热敏电阻的原理及运用例例1(2021河北保定模拟河北保定模拟)某同窗尝试把一个灵敏电流表改装成温某同窗尝试把一个灵敏电流表改装成温度表度表,他所选用的器材有他所选用的器材有:灵敏电流表灵敏电流表(待改装待改装),学生电源学生电源(电动势为电动势为E,内阻不计内阻不计),滑动变阻器滑动变阻器

4、,单刀双掷开关单刀双掷开关,导线假设干导线假设干,导热性能良好的防水资料导热性能良好的防水资料,规范温度规范温度计计,PTC热敏电阻热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系的关系为为Rt=a+kt,a0,k0)。设计电路图如下图设计电路图如下图,并按如下步骤进展操作。并按如下步骤进展操作。命题点一命题点二(1)按电路图衔接好实验器材。(2)将滑动变阻器滑片P滑到(选填“a或“b)端,单刀双掷开关S掷于(选填“c或“d)端,调理滑片P使电流表,并在以后的操作中坚持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路。(3)容器中倒入适量开水,察看规范温度计,

5、每当规范温度计示数下降5,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I,然后断开开关。请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式I=(用标题中给定的符号)。(4)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在(选填“左或“右)侧,刻度线分布能否均匀?(选填“是或“否)。命题点一命题点二解析:(2)分析电路可知滑动变阻器为限流式接法,所以闭合开关前,使它的阻值处于最大值形状,即将滑片P滑到a端。为了设计表盘刻度,应使开关掷于c处,调理滑片,使电流表满偏。(4)由于Rt=a+kt(且a0,k0),所

6、以温度越低,电阻越小,回路中I越大,所以低温度刻度在右侧,由(3)中关系式可知电流与温度不是线性关系,所以刻度线分布不均匀。命题点一命题点二光敏电阻的了解及运用光敏电阻的了解及运用例例2为了节能和环保为了节能和环保,一些公共场所运用光控开关控制照明系统。一些公共场所运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光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件发生变化的元件(照度可以反映光的强弱照度可以反映光的强弱,光越强照度越大光越强照度越大,照度单照度单位为位为lx)。某光敏电阻。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表在不同照度下的

7、阻值如下表:命题点一命题点二(1)根据表中数据,请在图甲的坐标系中描画出阻值随光的照度变化的曲线,并阐明阻值随照度变化的特点。甲乙命题点一命题点二(2)在如图乙所示电路中,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。请利用以下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1.0lx时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不思索控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻RP(符号,阻值见上表)直流电源E(电动势3V,内阻不计)定值电阻:R1=10k,R2=20k,R3=40k(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线假设干。命题点一命题点二答案:

8、见解析解析:(1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图丙所示。特点:光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。命题点一命题点二丁(2)当光照度降低至1.0lx时,光敏电阻阻值为20k,1、2两端电压为2V,电源电动势为3V,所以电路中还要有一个分压电阻,阻值为10k,即选用R1,电路原理图如图丁所示。1.(2021江苏二模江苏二模)目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏。电容目前的手机触摸屏大多是电容式触摸屏。电容式触摸屏内有一导电层。导电层四个角引出四个电极式触摸屏内有一导电层。导电层四个角引出四个电极,当手指触摸当手指触摸屏幕时屏幕时,人体和触摸屏就构成了一个电容人体和触摸屏就构成了一个电容,电

9、容具有电容具有“通高频的作通高频的作用用,从而导致有电流分别从触摸屏四角上的电极中流出从而导致有电流分别从触摸屏四角上的电极中流出,并且流经并且流经这四个电极的电流与手指到四角的间隔成正比这四个电极的电流与手指到四角的间隔成正比,控制器经过对这四控制器经过对这四个电流比例的准确计算个电流比例的准确计算,得出触摸点的位置信息。在开机形状下得出触摸点的位置信息。在开机形状下,以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是()A.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是由于电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是由于手指对屏幕按压产生了形变手指对屏幕按压产生了形变B.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用电容式触摸屏

10、感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应景象了电磁感应景象C.当手指触摸屏幕时手指有微弱的电流流过当手指触摸屏幕时手指有微弱的电流流过D.当手指分开屏幕时当手指分开屏幕时,电容变小电容变小,对高频电流的妨碍变大对高频电流的妨碍变大,控制器不控制器不易检测到手指的准确位置易检测到手指的准确位置 答案解析解析封锁电容触摸屏只需求触摸,由于流经四个电极的电流与手指头到四角的间隔成比例,控制器就能确定手指的位置,无需求手指有压力,故A错误;电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是电容器的充放电原理,不是电磁感应景象,故B错误;由题意可知,手指从手的触点吸走一部分电荷,在电荷定向挪动的过程中,会有微弱电流经过,故

11、C正确;根据电容器的任务原理可知,当手指分开屏幕时,电容变小,电容器将放电,控制器依然能检测到手指分开的准确位置,故D错误。 答案解析封锁C2.(2021北京海滨模拟北京海滨模拟)某种角速度计某种角速度计,其构造如下图。当整个安装其构造如下图。当整个安装绕轴绕轴OO转动时转动时,元件元件A相对于转轴发生位移并经过滑动变阻器输相对于转轴发生位移并经过滑动变阻器输出电压出电压,电压传感器电压传感器(传感器内阻无限大传感器内阻无限大)接纳相应的电压信号。知接纳相应的电压信号。知A的质量为的质量为m,弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为k、自然长度为、自然长度为l,电源的电动势为电源的电动势为E、内阻不计

12、、内阻不计,滑动变阻器总长也为滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀电阻分布均匀,安装静止时滑安装静止时滑片片P在变阻器的最左端在变阻器的最左端B端端,当系统以角速度当系统以角速度转动时转动时,那么那么()A.电路中电流随角速度的增大而增大电路中电流随角速度的增大而增大B.电路中电流随角速度的增大而减小电路中电流随角速度的增大而减小 答案解析解析封锁 答案解析封锁3.(2021北京卷北京卷)热敏电阻常用于温度控制或过热维护安装中。右热敏电阻常用于温度控制或过热维护安装中。右图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度随温度t变化的表示图。变化的表示图。由图可知由图可

13、知,这种热敏电阻在温度上升时导电才干这种热敏电阻在温度上升时导电才干(选填选填“加加强或强或“减弱减弱);相对金属热电阻而言相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的呼热敏电阻对温度变化的呼应更应更(选填选填“敏感或敏感或“不敏感不敏感)。 答案解析解析封锁 答案解析封锁4.(2021全国卷全国卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求要求当热敏电阻的温度到达或超越当热敏电阻的温度到达或超越60时时,系统报警。提供的器材有系统报警。提供的器材有:热敏电阻热敏电阻,报警器报警器(内阻很小内阻很小,流过的电流超越流过的电流超越Ic时就会报警时就会报警),电阻箱

14、电阻箱(最大阻值为最大阻值为999.9),直流电源直流电源(输出电压为输出电压为U,内阻不计内阻不计),滑动变阻滑动变阻器器R1(最大阻值为最大阻值为1000),滑动变阻器滑动变阻器R2(最大阻值为最大阻值为2000),单单刀双掷开关一个刀双掷开关一个,导线假设干。导线假设干。在室温下对系统进展调理。知在室温下对系统进展调理。知U约为约为18V,Ic约为约为10mA;流过报警流过报警器的电流超越器的电流超越20mA时时,报警器能够损坏报警器能够损坏;该热敏电阻的阻值随温该热敏电阻的阻值随温度升高而减小度升高而减小,在在60时阻值为时阻值为650.0。(1)完成待调理的报警系统原理电路图的连线。

15、(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1或“R2)。(3)按照以下步骤调理此报警系统:电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为;滑动变阻器的滑片应置于(填“a或“b)端附近,不能置于另一端的缘由是。将开关向(填“c或“d)端闭合,缓慢挪动滑动变阻器的滑片,直至。(4)坚持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常运用。答案:(1)连线如下图。(2)R2(3)650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超越20 mA,报警器能够损坏c报警器开场报警解析:(1)先用电阻箱替代热敏电阻,衔接成闭合回路进展调试。电路图衔接如答案所示。(2)当电路中电流Ic=10

16、 mA时,根据闭合电路欧姆定律有Ic= ,解得R总=1 800 ,此时热敏电阻的阻值为650 ,那么滑动变阻器的阻值为1 150 ,所以滑动变阻器选R2。(3)当热敏电阻阻值小于650 时,报警器就会报警,用电阻箱替代热敏电阻进展调理,应把电阻箱的阻值调到650 。假设接通电源后电路中的电流过大(超越20 mA),报警器就会损坏,电流越小越平安,所以为了电路平安,闭合开关前滑片应置于b端。用电阻箱替代热敏电阻进展调试,应将开关向c端闭合,开封锁合后要减小电路中的电阻直至报警器报警。5.(2021江苏卷江苏卷)某同窗经过实验制造一个简易的温控安装某同窗经过实验制造一个简易的温控安装,实验原实验原

17、理电路图如图甲所示理电路图如图甲所示,继电器与热敏电阻继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器滑动变阻器R串联接在电源串联接在电源E两端两端,当继电器的电流超越当继电器的电流超越15mA时时,衔铁被吸合衔铁被吸合,加热器停顿加热加热器停顿加热,实现温控。继电器的电阻约实现温控。继电器的电阻约20,热热敏电阻的阻值敏电阻的阻值Rt与温度与温度t的关系如下表所示。的关系如下表所示。(1)提供的实验器材有:电源E1(3V,内阻不计)、电源E2(6V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0200)、滑动变阻器R2(0500)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0999.9)、开关S、导线假设干。为使该安装实现对3080之

18、间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1或“E2),滑动变阻器R应选用(选填“R1或“R2)。甲乙(2)实验发现电路不任务。某同窗为排查电路缺点,用多用电表丈量各接点间的电压,那么应将如图乙所示的选择开关旋至(选填“A“B“C或“D)。(3)合上开关S,用调理好的多用电表进展排查。在图甲中,假设只需b、c延续路,那么应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转或“不偏转),接入a、c时指针(选填“偏转或“不偏转)。(4)排除缺点后,欲使衔铁在热敏电阻为50时被吸合,以下操作步骤的正确顺序是(填写各步骤前的序号)。将热敏电阻接入电路察看到继电器的衔铁被吸合断开开关,将电阻箱从电路中移除合上开关,调理滑动变阻器的阻值断开开关,用电阻箱交换热敏电阻,将阻值调至108.1答案:(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)解析:(1)当温度控制在30 ,衔铁被吸合时,Rt两端的电压约为Ut=IRt=0.015200 V=3 V,继电器两端的电压U=IR=0.01520 V=0.3 V,故需电源电动势大于3 V,选E2。当温度控制在80 时,电路中的总电阻R总= =400 ,远大于热敏电阻、继电器以及滑动变阻器R1的电阻的