学案3试验传感器的简单使用试验目的1了解传感器的工作过程.ppt

* 学案3 实验：传感器的简单使用 一、实验目的 1.了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。 2.能够简单使用传感器。 二、实验原理 传感器是将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号。例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的了。 三、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、开关、滑动变阻器、铁架台、导线若干。 1.研究热敏电阻的热敏特性。 (1)按图所示连接好电路，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)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； (5)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。 (6)在图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变 化的图线。 (7)根据实验数据和R-t 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。 电阻(?) 温度(℃) 次数 待测量 四、实验步骤 (1)将光电传感器、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“×100”挡； (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； (5)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。 五、注意事项 1.烧杯中加水改变温度时，要等待温度稳定后再测热敏电阻的阻值。并同时读取温度值。 2.欧姆表每次换挡后都要重新调零。 3.调节灯泡亮度时，注意不要超过其额定电压。 阻值(?) 无光照射 强 中 弱 光照强度 2.研究光敏电阻的光敏特性。 【例1】为了节能和环保，一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(照度 可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻Rp在不同 照度下的阻值如下表： (1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图)中描绘 出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度 变化的特点。 18 20 23 28 40 75 电阻(k?) 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 照度(lx) 考点1 光敏电阻的应用 (2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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1.0 (lx)时启动照明系统，在虚线框内完 成电路原理图。(不考虑控制开关对 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3 V，内阻不计)； 定值电阻：R1=10 k?，R2=20 k?， R3=40 k?(限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干。 【解析】(1)光敏电阻随光照度变化的曲线如图甲所示，其特点是：光敏