《传感器的简单使用》PPT课件.ppt

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1、一、实验目的一、实验目的1了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性2学会传感器的简单使用学会传感器的简单使用二、实验原理二、实验原理传感器是能将所感受到的物理量传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等如力、热、光、声等)转换成便于测量的量转换成便于测量的量(一般是电学量一般是电学量)的一类元件其工作过的一类元件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

2、器是利用热敏电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、遥控等各种目的了控等各种目的了三、实验器材三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷热敏电阻、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、开水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等关、导线等四、实验操作四、实验操作1研究热敏电阻的热敏特性研究热敏电阻的热敏特性(

3、1)按如图实按如图实111所示连接所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理好电路，将热敏电阻绝缘处理(2)把多用电表置于把多用电表置于“欧姆档欧姆档”，并，并选择适当的量程测出烧杯中没有选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数度计的示数图实图实111(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，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，

4、并记录阻值，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，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分析热敏电阻的特性.次数次数待待测测量量温度温度()电电阻阻()(6)在如图实在如图实112所示的所示的坐标系中，粗略画出热坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变敏电阻的阻值随温度变化的图线化的图线结论：根据实验数据和结论：根据实验数据和Rt图线可知，热敏电阻的阻值图线可知，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随温度的升高而减小，随温度的降低而增大图实图实1122研究光敏电阻的光敏特性研究光敏电阻的光敏特性(1)将光电传感器、多用电表、将光

5、电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图实灯泡、滑动变阻器按如图实113所示电路连接好，所示电路连接好，其中多用电表置于其中多用电表置于“100100”档；档；(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录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；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；变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌用手掌(或黑纸或黑纸)遮光时电阻值又是什么？并记录遮光时电阻值又是什么？并记录图实图实113(5)把记录的结果填入下表

6、中，根据记录数据分析光敏电阻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的特性.光照光照强强度度弱弱中中强强无光照射无光照射阻阻值值()结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小五、注意事项五、注意事项1在做热敏电阻实验时，加热水后要等一会儿再测其阻值，在做热敏电阻实验时，加热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，并同时读出水温以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温2在光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电在光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电路放入带盖的纸

7、盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少阻上的光的多少3欧姆表每次换档后都要重新调零欧姆表每次换档后都要重新调零(2009山东高考山东高考)为了节能和环保，一些公共场所使为了节能和环保，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制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某某光敏电阻光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：在不同照度下的阻值如下表：照度照度(lx)0.20

8、.40.60.81.01.2电电阻阻(k)754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中根据表中数据，请在给定的坐标系中(图实图实114)描绘出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阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点图实图实114(2)如图实如图实115所示，当所示，当1、2两两端所加电压上升至端所加电压上升至2V时，控制时，控制开关自动启动照明系统请利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，用下列器材设计一个简单电路，给给1、2两端提供电压，要求当两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至天色渐暗照度降低至1.0lx时启时启动照明系统，在

9、虚线框内完成电路原理图动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开不考虑控制开关对所设计电路的影响关对所设计电路的影响)图实图实115提供的器材如下：提供的器材如下：光敏电阻光敏电阻RP(符号符号，阻值见上表，阻值见上表)；直流电源直流电源E(电动势电动势3V，内阻不计，内阻不计)；定值电阻：定值电阻：R110k，R220k，R340k(限选其中之限选其中之一并在图中标出一并在图中标出)；开关开关S及导线若干及导线若干解析解析(1)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连线图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连

10、线光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图实光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图实116所示所示图线为曲线，电阻与照度成非线性变化关系图线为曲线，电阻与照度成非线性变化关系图实图实116(2)根据串联电阻的正比分压关系，根据串联电阻的正比分压关系，E3V，当照度降低至，当照度降低至1.0lx时，其电压升至时，其电压升至2V，由图线知，此时光敏电阻，由图线知，此时光敏电阻RP20k，URP2V，串联电阻分压，串联电阻分压UR1V，由，由2得：得：R10k，故选定值电阻，故选定值电阻R1.电路原理如图实电路原理如图实117所示所示图实图实117答案答案(1)如图实如图实116所示所示光敏电阻的阻值随光

11、照度变化特点：光敏电阻的阻值随光光敏电阻的阻值随光照度变化特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小照度的增大非线性减小(2)如图实如图实117所示所示传感器是把非电学量传感器是把非电学量(如如速度、温度、压力等速度、温度、压力等)的变化转换的变化转换成电学量的变化的一种元件，在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，有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图实其测量部分的原理图如图实118中的虚线框所示，它主中的虚线框所示，它主要由压力传感器要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻值会随所受压

12、力大小发生变化的可变电阻电阻)、显示体重大小的仪表、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表实质是理想的电流表)组成组成压力传感器表面能承受的最大压强为压力传感器表面能承受的最大压强为1107Pa，且已知，且已知图实图实118压力传感器压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示设踏板的电阻与所受压力的关系如下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端的电压恒为4.8V，取，取g10m/s2.请回答：请回答：压压力力F/N0250 500 750 1000 1250 1500 电电阻阻R/300 270 240

13、 210180150120(1)该秤零起点该秤零起点(即踏板空载时即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘的刻度线应标在电流表刻度盘_A处处(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是，这个人的体重是_kg.解析解析本题是传感器的应用问题，考查学生的实验与探究本题是传感器的应用问题，考查学生的实验与探究能力能力(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R300，此，此时时A中电流中电流IA1.6102A.(2)当电流当电流I20mA20103A时，压力传感器的电阻时，压力传感器的电阻R 240，对应表格中，这个人的质量为，对应表格中，这个人的质量为50kg.答案答案(1)1.6102(2)50