實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

上傳人:san****019 文檔編號(hào):21992770 上傳時(shí)間:2021-05-17 格式:PPT 頁(yè)數(shù):37 大小:3.31MB
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1、 考情案例導(dǎo)析實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)知能演練提升 返回 返回(1)了解傳感器的工作原理,知道熱敏電阻、光敏電阻等 敏感元件的特性。(2)了解傳感器在技術(shù)上的簡(jiǎn)單應(yīng)用。 返回(1)傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換 成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)。(2)工作過(guò)程如圖: 返回 熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等。 返回1研究熱敏電阻的熱敏特性(1)實(shí)驗(yàn)步驟: 按如圖實(shí)111所示連接好電路, 將熱敏電阻絕緣處理; 把多用電表置于“歐姆”擋,并選擇 圖實(shí)111 適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒有水時(shí)熱敏電阻的阻

2、值,并記 下溫度計(jì)的示數(shù); 返回向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電阻浸沒在冷水中,記下溫度計(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值;將熱水分幾次注入燒杯中,測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值,并記錄。(2)數(shù)據(jù)處理:根據(jù)記錄數(shù)據(jù),把測(cè)量到的溫度、電阻值填入表中,分析熱敏電阻的特性。 返回次數(shù)待測(cè)量溫度()電阻() 返回在坐標(biāo)系中,粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和Rt圖線,得出結(jié)論:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,隨溫度的降低而增大。 圖實(shí)112 返回2研究光敏電阻的光敏特性(1)實(shí)驗(yàn)步驟: 將光敏電阻、多用電表、小燈泡、 滑動(dòng)變阻器按如圖實(shí)113所示電 圖實(shí)113 路連接好,其

3、中多用電表置于“100”擋; 返回先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù);打開電源,讓小燈泡發(fā)光,調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮,觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況,并記錄;用手掌(或黑紙)遮光時(shí)的電阻值又是多少,并記錄。 返回(2)數(shù)據(jù)處理:把記錄的結(jié)果填入表中,根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析 光敏電阻的特性。 結(jié)論:光敏電阻的阻值被光照射時(shí)發(fā)生變化,光照增強(qiáng) 電阻變小,光照減弱電阻變大。光照強(qiáng)度弱中強(qiáng)無(wú)光照射阻值() 返回(1)在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí),加開水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值, 以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時(shí)讀出水溫。(2)光敏實(shí)驗(yàn)中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放 入帶蓋的紙盒中,并通過(guò)蓋

4、上小孔改變照射到光敏電 阻上的光的強(qiáng)度。(3)歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。 返回 返回典例必研例1用對(duì)溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將RT和兩個(gè)適當(dāng)?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖實(shí)114虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍。為了驗(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì),他采用伏安法測(cè)量在不同溫度下RL的阻值,測(cè)量電路如圖所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大。RL的測(cè)量結(jié)果如表格所示。 返回圖實(shí)114溫度t() 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值() 54.

5、3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 返回回答下列問(wèn)題:(1)根據(jù)圖實(shí)114所示的電路,在圖實(shí)115所示的實(shí)物圖上連線。圖實(shí)115 返回(2)為了檢驗(yàn)RL與溫度t之間近似為線性關(guān)系,在圖實(shí)116坐標(biāo)紙上作出RLt關(guān)系圖線。圖實(shí)116 返回(3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖實(shí)117甲、乙所示。電流表的讀數(shù)為_,電壓表的讀數(shù)為_。此時(shí)等效電阻RL的阻值為_。熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_。圖實(shí)117 返回 返回答案(1)連線如圖所示 返回(2)RLt關(guān)系曲線如圖所示(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 返回例2為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場(chǎng)所使用光

6、控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng)照度越大,照度單位為lx)。某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表:照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻(k) 75 40 28 23 20 18 返回(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系(圖實(shí)118)中描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)。圖實(shí)118 返回(2)如圖實(shí)119所示,當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí),控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(l

7、x)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng),在虛線框 圖實(shí)119內(nèi)完成電路原理圖。(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響) 返回提供的器材如下:光敏電阻RP(符號(hào) ,阻值見上表)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì));定值電阻:R110 k,R220 k,R340 k(限選其中之一并在圖實(shí)1111中標(biāo)出);開關(guān)S及導(dǎo)線若干。 返回解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖實(shí)所示。特點(diǎn):光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。 返回(2)當(dāng)控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng),給1、2兩端提供電壓,要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 (lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng),即此時(shí)光敏電阻阻值為20 k,兩端電壓為2 V,電源電動(dòng)勢(shì)為3 V,所以應(yīng)加上一

8、個(gè)分壓電阻,分壓電阻阻值為10 k,即選用R1,電路原理圖如圖所示。答案見解析 返回例3某賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電,為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化,作為簡(jiǎn)化模型,可以近似認(rèn)為,照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻幾乎為0;照射光較弱(如黑天)時(shí)電阻接近于無(wú)窮大。利用光敏電阻作為 返回傳感器,借助電磁開關(guān),可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉,黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖實(shí)1110所示。1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈,3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接。當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50 mA時(shí),電磁鐵吸合鐵片,彈簧片和觸點(diǎn)分離,3、4斷開;電

9、流小于50 mA時(shí),3、4接通。勵(lì)磁線圈中允許通過(guò)的最大電流為100 mA。 返回(1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路,畫出電路原理圖。光敏電阻R1,符號(hào)燈泡L,額定功率40 W,額定電壓36 V,符號(hào)保護(hù)電阻R2,符號(hào)電磁開頭,符號(hào)蓄電池E,電壓36 V,內(nèi)阻很小;開關(guān)S,導(dǎo)線若干。 返回蓄電池E,電壓36 V,內(nèi)阻很??;開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(2)回答下列問(wèn)題:如果勵(lì)磁線圈的電阻為200 ,勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_ V,保護(hù)電阻R2的阻值范圍是_ 。在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場(chǎng)合,為了安全,往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí),接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油?。為此,電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造?請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明。 返回答:_。任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例子。答: _。 返回解 析 (1)解析過(guò)程略。(2)UmImR100103200 V20 V;EI(R2R)其中50 mAI100 mA,故R2在160520 之間。 返回答 案 (1)電路原理如圖所示。(2)20160520把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè),保證當(dāng)磁鐵吸合鐵片時(shí),3、4之間接通;不吸合時(shí),3、4之間斷開電磁起重機(jī) 返回點(diǎn)擊此圖片進(jìn)入“知能演練提升”

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