第10章实验十一 传感器的简单使用.ppt

第十章 交变电流 传感器 实验十一　传感器的简单使用 考纲解读 知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用. 能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性. 了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案. 知识梳理 考点一 温度传感器的应用 考点二 光电传感器的应用 考点三 传感器在实验中的应用 知识梳理 考点一 考点二 考点三 研究热敏电阻的特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律，用 表进行测量和观察. 2.实验器材 半导体热敏电阻、多用电表、 、铁架台、烧杯、凉水和热水. 3.实验步骤 (1)按实验原理图甲连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； (2)把多用电表置于 挡，并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； (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 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. 温度计 欧姆 欧姆 温度计的示数 【基本实验要求Ⅰ】 答案 实验原理图 4.数据处理 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. 5.实验结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而 ，随温度的降低而 . 6.注意事项 实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温. 减小 增大 答案 研究光敏电阻的光敏特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律，用 表进行测量和观察. 2.实验器材 光敏电阻、多用电表、 、滑动变阻器、导线、电源. 3.实验步骤 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图乙所示电路连接好，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，观察多用电表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，观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录. 欧姆 小灯泡 【基本实验要求Ⅱ】 答案 4.数据处理 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 5.实验结论 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值 ； (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为 这个电学量. 6.注意事项 (1)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来达到实验目的； (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零. 很小 电阻 返回 答案 1.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的.如图2甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是________ ℃. E＝I(R＋Rg)代入I1＝2 mA得Rg＝0.5 kΩ 代入I2＝3.6 mA得R＝2 kΩ 读图可得温度为120 ℃. 120 解析答案 2 1 3 4 2.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高. (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变___(选填“大”或“小”). (2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的____(选填“左”或“右”)侧. R增加，I减小 小 解析　(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大， 25 ℃的刻度应对应较大电流， 故在20 ℃的刻度的右侧. 右 解析答案 2 1 3 4 (3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路. 答案 2 1 3 4 3.如图，一热敏电阻Rt放在控温容器M内； 为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关.已知Rt在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过