光敏电阻等传感器的特性

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2.数据处理 (1)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
(2)在右图坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.
(3)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.
五、研究光敏电阻的光敏特性 1.实验步骤 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器如右图所示电路连 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.
七、实验改进 对于热敏电阻的特性,可用以下实验进行: 如右图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的 两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连,这时表针指在某一 刻度,观察下述操作下的指针偏转情况: 1.往Rt上擦一些酒精. 2.用吹风机将热风吹向电阻,根据指针偏转方向判定热敏电阻的 特性.
传感器工作的原理可用下图表示:
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、继电器、滑动变阻器、开关、导线等. 四、研究 热敏电阻的热敏特性 1.实验步骤 (1)按右图所示连接好电路,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.
②当控制开关自动启动照明系统,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,即此时光敏电阻阻值为20 kΩ, 两端电压为2 V,电源电动势为3 V,所以应加上一个分压电阻,分压 电阻阻值为10 kΩ,即选用R1,电路原理图如图所示.
[答案] 见规范解答
力传感器的应用 (2011年枣庄模拟)某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电 转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为 k).如图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输 出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成 正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、 电压表、滑动变阻器、干电池各一个,电键及导线若干,待测物体 (可置于力电转换器的受压面上). (1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压 的调节范围尽可能大,画出完整的测量电路图; (2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
[规范解答] 本题是传感器的应用问题,考查学生的实验与探究能力, 完成简单的实验设计,力电转换器虽然是一个全新的仪器,但它与
其他所有的测量仪器一样,有它们的共性,即需要有一个“调零”
的过程.仔细审题,题目中有很多重要的暗示,挖掘这些信息即是 我们解决问题的关键.“测量时先调节输入端的电压,使转换器空
①根据表中数据,请在给定的坐标系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.
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 (不考虑控制开关对所设计电路的影响) 电路原理图.
载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体
的质量成正比的输出电压U”、“该转换器的输出电压正比于受压面 的压力(比例系数为k)”,所以输出电压U=kmg.题目要求“力电转 换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗 示我们滑动变阻器必须使用分压式,有了设计电路才可以进行测量 步骤.
2.数据处理 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. 六、注意事项 1.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. 2.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. 3.欧姆表每次换挡后都要重新调零.
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 Ω,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在 图中标出) 开关S及导线若干.
[规范解答] ①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示. 特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小.
实验分析:(1)中指针左偏,说明Rt的阻值增大;酒精蒸发吸热,温 度降低,所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大. (2)中指针右偏,Rt的阻值减小,而电阻Rt温度升高,故热敏电阻的 阻值随温度的升高而减小.
优点:改进后的实验简单易操作,学生很快得出结论.
光敏电阻的应用
( 2009年高考山东卷)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,Biblioteka Baidu度单位为lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如 下表:
一、实验目的 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性. 2.了解传感器在技术上的简单应用. 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达到方便检测、自动控制、遥控等各种目 的.