文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 第三节 实验:传感器的应用

第三节 实验:传感器的应用

第三节 实验:传感器的应用
第三节 实验:传感器的应用

一、单项选择题

1.下列说法正确的是()

A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器

B.湿敏传感器只能是物理传感器

C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出

D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应

2.(2011年龙岩高二检测)下列有关传感器的说法中错误的是()

A.汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器

B.“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器

C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器

D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器

3.在街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实行了自动控制,这是利用半导体的() A.压敏性B.光敏性

C.热敏性D.三种特性都利用

4.人类发射的绕地球运转的所有航天器,在轨道上工作时都需要电能,所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的,要求太阳能电池板总是对准太阳,为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()

A.力传感器B.光传感器

C.温度传感器D.生物传感器

5.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”,基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是()

A.热敏电阻可应用于温度测控装置中

B.光敏电阻是一种光电传感器

C.电阻丝可应用于电热设备中

D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用

6. (2010年高考重庆卷)某电容式话筒的原理示意图如图5-5所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板.对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中()

图5-5

A.P、Q构成的电容器的电容增大

B.P上电荷量保持不变

C.M点的电势比N点的低

D.M点的电势比N点的高

7.如图5-6所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监控装置.则()

图5-6

①当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高

②当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低

③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压

④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压

A.①③B.①④

C.②③D.②④

8.如图5-7所示,R T为负温度系数的半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L的亮度变暗时,说明()

图5-7

A.环境温度变高B.环境温度变低

C.环境温度不变D.都有可能

9.(2011年广东高二检测)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图5-8甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是()

图5-8

A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动

B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动

C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动

D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动

10. 如图5-9所示R T为正温度系数热敏电阻,R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源电动势为E,内阻为r,V为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是()

图5-9

①热敏电阻温度升高,其他条件不变

②热敏电阻温度降低,其他条件不变

③光照增强,其他条件不变

④光照减弱,其他条件不变

A.①③B.①④

C.②③D.②④

二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.按题目要求作答)

11.(2010年高考上海卷)电动机的自动控制电路如图5-10所示,其中R H为热敏电阻,R L为光敏电阻.当温度升高时,R H的阻值远小于R1;当光照射R L时,其阻值远小于R2,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中虚线框内应选________门逻辑电路;若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以________R2的阻值(填“增大”或“减小”).

图5-10

12.一般的电熨斗用合金丝作发热元件,合金丝电阻随温度t变化的关系如图5-11实线①所示,由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同,熨斗的散热功率不同,因而电熨斗的温度可能会在较大范围内波动,易损坏衣物.

有一种用主要成分为被称为“PTC”的特殊材料BaTiO3作发热元件的电熨斗,具有升温快、能自动控制温度的特点,PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示,根据图线分析:

图5-11

(1)为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________范围之内.

三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10分)全自动洗衣机中,排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的.当洗衣机进行排水和脱水程序时,电磁铁的线圈通电,使电磁铁的铁芯2动作,牵引排水阀的活塞打开,排出污染.牵引电磁铁的结构如图5-12所示.

图5-12

当程序控制器的控制电流通过线圈时,线圈和铁芯1产生一个强的磁场,使铁芯2磁化,由于磁体相互作用,将铁芯2吸入线圈,此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水.同样,控制器不输出控制电流时,电磁铁将失去磁性,弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位,从而关闭阀门.想一想:

(1)某时刻输入控制电流时,a为正,b为负,则铁芯2中A端和B端分别为什么磁级?

(2)a、b处输入的是正、负交变电流,铁芯2是否仍然吸入线圈?与恒定电流相比会有什么不同?

14. (10分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量.如图5-13所示,托盘和弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,电压表示数刚好为零.设滑动变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻的阻值为R0,弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想电压表.当托盘上放上某物体时,电压表的示数为U,求此时所称量物体的质量.

图5-13

15.(14分)用如图5-14所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时,两弹簧处于压缩状态,传感器a、b的示数均为10 N.

图5-14

(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N,求此时汽车的加速度大小和方向.

(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.

16.(14分)如图5-15所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V.求:

图5-15

(1)传感器的电阻和额定电流;

(2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?

(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω,则该传感器就失去作用.实际检测时,将一个恒压电源加在图中a、b之间,闭合开关S,通过调节R0,来改变电路中的电流和R0两端

a、b间所加的电压是多少?

最新传感器原理与应用实验指导书

传感器原理与应用实 验指导书

实验一压力测量实验 实验目的: 1.了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。 2.比较半桥与单臂电桥的不同性能,了解其特点,了解全桥测量电路的优点。 3.了解应变片直流全桥的应用及电路标定。 二、基本原理: 1.电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为: ΔR/R=Kε 式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,用它来转换被测部位的受力大小及状态,通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化,对单臂电桥而言,电桥输出电压,U01=EKε/4。(E为供桥电压)。 2.不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压 U02=EK/ε2,比单臂电桥灵敏度提高一倍。 3.全桥测量电路中,将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边,不同的接入邻边,应变片初始阻值是R1= R2= R3=R4,当其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4

时,桥路输出电压U03=KEε,比半桥灵敏度又提高了一倍,非线性误差进一步得到改善。 4. 电子秤实验原理为实验三的全桥测量原理,通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值,将电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为一台原始电子秤。 三、实验所需部件:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码(每只约20g)、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)、自备测试物。 四、实验步骤: 1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R 2、R 3、R4标志端。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值约为50Ω左右。 2、实验模板差动放大器调零,方法为:①接入模板电源±15V(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置,②将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连,调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档),完毕关闭主控箱电源。 3、参考图(1-2)接入传感器,将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂,它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、 R6、R7在模块内已连接好),接好电桥调零电位器Rw1,接上桥路电源±4V(从主控箱引入),检查接线无误后,合上主控箱电源开关,先粗调节Rw1,再细调RW4使数显表显示为零。

传感器原理与应用实验指导书解析

传感器原理与应用 实 验 指 导 书 自动化工程学院

目录 1实验一应变片单臂电桥性能实验 1实验二应变片半桥性能实验 1实验三应变片全桥性能实验 实验四压阻式压力传感器测量压力特性实验 实验五差动变压器的性能实验 实验六差动变压器测位移特性实验 1实验七电容式传感器测位移特性实验 1实验八线性霍尔传感器测位移特性实验 1实验九开关式霍尔传感器测转速实验 1实验十磁电式转速传感器测转速实验 1实验十一光电传感器测量转速实验 实验十二电涡流传感器测量位移特性实验 实验十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验实验十四被测体面积对电涡流传感器特性影响实验* 实验十五气敏传感器实验 实验十六湿度传感器实验

CSY-2000型传感器与检测技术实验台 说明书 一、实验台的组成 CSY-2000型传感器与检测技术实验台由主机箱、传感器、实验电路(实验模板)、转动源、振动源、温度源、数据采集卡及处理软件、实验桌等组成。 1、主机箱:提供高稳定的±15V、±5V、+5V、±2V~±10V(步进可调)、+2V~+24V (连续可调)直流稳压电源;音频信号源(音频振荡器)1KHz~10KHz(连续可调);低频信号源(低频振荡器)1Hz~30Hz(连续可调);传感器信号调理电路;智能调节仪;计算机通信口;主机箱上装有电压、气压等相关数显表。其中,直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载保护功能,在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。主机箱右侧面装有供电电源插板及漏电保护开关。 2、振动源(动态应变振动梁与振动台):振动频率3Hz~30Hz可调(谐振频率9Hz~12 Hz左右); 3、转动源:手动控制0转/分~2400转/分、自动控制300~2200转/分。 4、温度源:常温~200℃。 5、气压源:0~20Kpa(连续可调)。 6、传感器:基本型有箔式应变片(350Ω)传感器(秤重200g)、扩散硅压力传感器(20Kpa)、差动变压器(±4mm)、电容式位移传感器(±2.5mm)、霍尔式位移传感器(±1mm)、霍尔式转速传感器(2400转/分)、磁电转速传感器(250转/分~2400转/分)、压电式传感器、电涡流传感器(1mm)、光纤位移传感器(1mm)、光电转速传感器(2400转/分)、集成温度(AD590)传感器(室温~120℃)、K热电偶(室温~150℃)、E热电偶(室温~150℃)、Pt100铂电阻(室温~150℃)、Cu50铜电阻(室温~100℃)、湿敏传感器(10~95%RH)、气敏传感器(50~2000ppm)等。 7、调理电路(实验模板):基本型有电桥及调平衡网络、差动放大器、电压放大器、电荷放大器、电容变换器、电涡流变换器、光电变换器、温度变换器、移相器、相敏检波器、低通滤波器。增强型增加相应的配套实验模板。 8、实验台:尺寸为1600×800×750mm。实验台桌上预留了计算机及示波器安放位置。 二、电路原理

高考物理一轮复习第十一单元交变电流传感器实验十二传感器的简单应用学案新人教版

实验十二传感器的简单应用 [实验目的] 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件. 2.了解传感器在科学技术上的简单应用. [实验原理] 1.传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量). 2.工作过程如图: [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、滑动变阻器、开关、导线等. [实验过程] 1.研究热敏电阻的特性: (1)如图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理. (2)把多用电表置于“欧姆”挡,并选择适当的倍率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、填表.

(5)画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. (6)根据实验数据和R-t图线,分析得到热敏电阻的特性. 2.研究光敏电阻的特性: (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按所示电路连接,其中多用电表置于“欧姆”挡. (2)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)接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐增强,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录. (4)用黑纸遮住光,观察并记录光敏电阻的阻值. 光照强度弱中强无光照射 阻值/Ω (5),光照增强时电阻减小,光照减弱时电阻增大. [注意事项] 1.在做热敏电阻实验时,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、热敏电阻的阻值. 2.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照射到光敏电阻上的光的强度. 3.欧姆表每次换挡后都要重新调零. 命题点1 热敏电阻的性质 某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃ 时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀

《传感器原理及应用》实验大纲

《传感器原理及应用》实验教学大纲 课程编号:课程名称:《传感器原理及应用》 课程总学时:54学时总学分:学分 实验学时:8学时实验学分:学分 适应专业:01电子信息工程 编写人:陈欣波编写日期:2000年7月 一、实验课程的目的与任务 传感器原理及应用是实现生产过程自动化的重要手段,通过本课程实验的学习,使学生更好地掌握在生产生活中广泛使用的各类传感器结构、工作原理和特性等,进一步加强学生独立分析、解决问题的能力,同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯,为今后工作打下良好的基础。 二、实验教学基本要求 本课程是《传感器原理及应用》课程的一个实践环节,通过实验教学,使学生进一步巩固所学理论知识,提高其分析和解决问题的能力。具体要求如下: 1.进一步巩固和加深对基本理论知识的理解,提高综合应用所学知识、独立设计的 能力。 2.学会自己独立分析问题、解决问题,具有一定的创新能力。 3.能正确使用实验仪器设备,掌握工作原理。 4.能独立撰写实验报告、准确分析实验结果、得出实验结论。 5.课前做好预习,上课严格安装实验步骤认真完成实验内容。 三、实验项目与内容提要

注:开设的实验项目可根据实验室具体设备和条件等进行适当地调整。 四、实验报告格式及要求 (一)、实验报告格式: 攀枝花学院实验报告 实验课程:实验项目:实验日期: 院系:电信班级:姓名: 学号:合作人:指导教师: 成绩: [实验目的和要求] [实验仪器、设备与材料] [实验原理] [实验步骤] [实验原始记录] [实验数据计算结果] 1.相关公式: 2.数据计算: 3.数据分析: 4.实验结论: [实验结果分析,讨论实验指导书中提出的思考题,写出心得与体会] (二)、实验报告要求: 1.实验名称、学生姓名、班号和实验日期; 2.实验目的和要求; 3.实验仪器、设备与材料; 4.实验原理; 5.实验步骤; 6.实验原始记录; 7.实验数据计算结果;

实验:传感器的简单应用

第5讲 实验:传感器的简单应用 ★考情直播 (一)、传感器的含义: 传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能 把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。把非电学量转换 为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并 转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理。 常见的传感器有:光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声 波传感器、磁敏传感器等。 (二)、常见的传感器元件: (1)光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好; 随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好,即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻 能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛,可以看到光线的强弱。 (2)金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大,用金属丝可以制作温度传感器。 它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 (3)热敏电阻:用半导体材料制成,其电阻随温度变化明显,温度 升高电阻减小,如图-1为某一热敏电阻-温度特性曲线。热敏电阻 的灵敏度较好。与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温 范围大,但灵敏度较差。 (4)电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。 (5)霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量 (三)、传感器的简单应用 1、力电传感器 力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号(位移、速度、加速度等)转化为电学 信号(电压、电流等)的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中,如安装在 导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等。 2、 热电传感器(温度传感器) 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小(金属热电阻的电阻率随温度的升高 而增大)的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。如各种家用电器 (空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 3、光电传感器 光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。 非电物理敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 → → → →

高中物理传感器的简单使用实验检测题

高中物理传感器的简单使用实验检测题 1.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。 提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。 在室温下对系统进行调节。已知U约为18 V,I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω。 (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。 (2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。 (3)按照下列步骤调节此报警系统: ①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为________Ω;滑动变阻器 的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②将开关向________(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 ________________________________________________________________________。 (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。 解析:(1)电路图连接如图。 (2)报警器开始报警时,对整个回路有U=I c(R滑+R热),代入数据可得R滑=1 150.0 Ω,因此滑动变 阻器应选择R2。 (3)①在调节过程中,电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用,电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻 的阻值,即为650.0 Ω。滑动变阻器在电路中为限流接法,滑片应置于b端附近,若置于另一端a 时,闭合开关,则电路中的电流I=18 650.0 A≈27.7 mA,超过报警器最大电流20 mA,报警器可能损坏。

传感器原理与应用心得

传感器原理与应用心得 张宝龙电信工二班201400121099 传感器应用极其广泛,而且种类繁多,涉及的学科也很多,通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电感式传感器的结构、工作原理及应用。 传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时,其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时,其关系为动态特性。 传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。 所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量,并按一定规律

将其转换成有用输出,特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来,可以把传感器看做由敏感元件和变换元件两部分组成,。 通过最近的学习,是我了解到在实际中使用传感器的选择一定要慎重。我们可以根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。其次,当我们在选择传感器时要注意传感器的灵敏度,频率响应范围,线性范围,稳定性,精度等。 人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。 新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 通过对这门课的学习开阔了我的视野,让我了解了以前没有了解的东西。在老师的指导下让我明白了学习要有自觉性,要自己积极主动地去学习。

2021届高考物理必考实验十二:传感器的简单使用【含答案】

2021届高考物理必考实验十二:传感器的简单使用 1.实验原理 (1)传感器的作用 传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。 (2)传感器的工作过程 通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。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。 传感器工作的原理可用下图表示: 2.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、滑动变阻器、开关、导线等。 3.实验步骤及数据处理 (1)研究热敏电阻的热敏特性 ①实验步骤 a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。 b.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水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。 c.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出的热敏电阻的阻值。 d.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数据处理 a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。

次数 123456 待测量 温度/℃ 电阻/Ω b.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。 c.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。 (2)研究光敏电阻的光敏特性 ①实验步骤 a.将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”的欧姆挡。 b.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。 c.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。 d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,并记录。 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。 光照强度弱中强无光照射 阻值/Ω 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。 4.注意事项

传感器原理与应用实验指导书

《传感器原理与应用》实验指导书 朱蕴璞王芳编写 孔德仁审定 南京理工大学 二〇〇九年九月

实验须知 1.传感器实验仪是贵重实验设备,请在每个实验前认真阅读实验指导书,尤

其是每个实验最后的实验注意事项。 2.实验仪器电源的开关原则: 连接测量线路,确认准确无误后,开启仪器电源; 实验完毕,关闭仪器电源,拆除测量线路。 3.稳压电源不可对地短路。 4.实验过程中,心要细、动作要轻,不可有强制性机械动作出现。5.实验严格按操作规程进行,否则,出现损坏责任自负。 6.实验完毕,请一切恢复到实验前的状态,然后离开实验室。

目录 实验一传感器静态标定实验 (3) 实验二应变式传感器特性实验 (10) 实验三电感式、涡流式、电容式、霍尔式位移传感器特性实验 (14) 实验四重量测量实验(选做) (25) 实验五转速测量实验 (29) 实验六温度实验 (34)

实验一 传感器静态标定实验 (注:“压力传感器的静态标定及特性指标的求取”与“光纤位移传感器静态标定及特性指标求取“两实验取其一。) 压力传感器的静态标定及特性指标的求取 1、实验目的 掌握压力传感器静态标定的基本方法以及压力传感器的静态特性指标的求取。 2、实验内容 (1)组建压力测试系统; (2)学习压力测试系统的标定过程; (3)计算压力测试系统静态特性指标。 3、实验原理及方法 4活塞压力计一台,数字万用表一只,动态电阻应变仪一台,压力表一只。 5、实验步骤 (1)反复排除活塞压力计油腔内的空气,最后将压力泵手轮摇出。 (2)把压力传感器装在活塞压力计的联接螺帽上,关闭油杯。 (3)传感器输出接入可调零的桥盒,电桥输出接入数字万用表。当输出量很小,无法直接用万用表测得时,可先将传感器接入动态电阻应变仪桥盒(注意电桥的连接),桥盒的另一端连线接应变仪输入(选择一个通道);将应变仪专用电源接好;电阻应变仪电压输出接数字万用表。(说明:后者标定是整个系统标定,所求得的指标也为系统指标) (4)压力表指示为零时,开启仪器电源(注意:开启仪器电源前应变仪各通道应处于关闭状态),将应变 图 1 压力传感器标定系统原理框图

最新实验:传感器的简单使用

实验十二传感器的简单使用 1 2 一、研究热敏电阻的特性 3 1.实验原理 4 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 5 2.实验器材 6 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水. 7 3.实验步骤 8 (1)按图1连接好电路,将热敏电阻绝缘处理; 9 10 图1 11 (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水时热敏电阻12 的阻值,并记下温度计的示数; 13 (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14 和多用电表测量的热敏电阻的阻值; 15 (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. 16

4.数据处理 17 在图2坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. 18 19 图2 20 5.实验结论 21 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. 22 6.注意事项 23 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24 同,并同时读出水温. 25 二、研究光敏电阻的光敏特性 26 1.实验原理 27 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 28 2.实验器材 29 光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源. 30 3.实验步骤 31 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图3所示电路连接好,其中32 多用电表置于“×100”挡; 33

34 图3 35 (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; 36 (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37 表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况,并记录; 38 (4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况,39 并记录. 40 4.数据处理 41 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 42 5.实验结论 43 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小; 44 (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量. 45 6.注意事项 46 (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47 盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的; 48 (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零. 49 50 命题点一温度传感器的应用 51

高中物理专题-实验十一:传感器的简单应用

高中物理专题-实验十一:传感器的简单应用 一、实验目的 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。 2.了解传感器的简单应用。 二、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。 三、实验步骤 1.热敏特性实验 按如图所示将一热敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连.将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中,在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示热敏电阻的阻值;再分几次向烧杯中倒入开水,观察不同温度下热敏电阻的阻值,看看这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的. 2.光敏特性实验 按如图所示将一光敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连.在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示光敏电阻的阻值;将手张开放在光敏电阻上方,挡住部分光线,观察表盘所示光敏电阻的阻值;上下移动手掌,观察表盘所示光敏电阻的阻值,总结一下光敏电阻的阻值随光线发生

怎样的变化. 3.光电计数的基本原理 下图是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变高,这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理,就会自动将其转化相应的数字,实现自动计数的功能. 考点一热敏电阻的原理及应用 [典例1]用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图实-11-1虚线框内所示的电路,以使电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值,测量电路器材如图实-11-2所示,图中的电压表内阻很大。R L的测量结果如表所示。 图实-11-1

传感器原理与应用实验报告

传感器原理与应用 实验报告 分校: 班级: 姓名: 学号:

实验一 电阻应变式传感器实验 实验成绩 批阅教师 一. 实验目的 1.熟悉电阻应变式传感器在位移测量中的应用 2.比较单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥式电阻应变式传感器的灵敏度 3.比较半导体应变式传感器和金属电阻应变式传感器的灵敏度 4.通过实验熟悉和了解电阻应变式传感器测量电路的组成及工作原理 二.实验内容 1.单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥组成的位移测量电路, 2.半导体应变式传感器位移测量电路。 三.实验步骤 1.调零。开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“+、-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。 如需使用毫伏表,则将毫伏表输入端对地短路,调整“调零”电位器,使指针居“零”位。拔掉短路线,指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 2.按图(1)将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R 1、R 2、R 3、和W D 为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R 为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为±4V 。 图(1) 测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上,并调节使应变梁处于基本水平状态。 3.接线无误后开启仪器电源,预热数分钟。调整电桥W D 电位器,使测试系统输出为零。 1. 旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零起点,向上和向下移动各6mm ,测微头每移动1mm 记录一 +

个差动放大器输出电压值,并列表。2.计算各种情况下测量电路的灵敏度S。S=△U/△x 表1 金属箔式电阻式应变片单臂电桥 表2 金属箔式电阻式应变片双臂电桥 表3 半导体应变片双臂电桥

(完整版)高中物理《传感器的应用实验》教案

高中物理《传感器的应用实验》教案转载 一、教材分析 本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后,再进一步拓展学生的视野,提高学生的认识和分析能力以及动手能力,并通过实验的方法,让学生在组装和调试中,更为深入地认识传感器的应用。 二、教学目标 1.知识目标: (1)、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。 (2)、知道晶体三极管的放大特性。 (3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。 2.能力目标: 通过实验的方法,让学生在组装和调试中,更为深入地认识传感器的应用。 3.情感、态度和价值观目标: 培养学生的学习兴趣,倡导以创新为主,实践为重的素质教育理念。 三、教学重点难点 重点:传感器的应用实例。 难点:由门电路控制的传感器的工作原理。 四、学情分析 我们的学生属于理解较差,动手能力不好,尽量让学生多动手,必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。 五、教学方法 PPT课件,演示实验,讲授 六、课前准备 1.学生的学习准备:预习新课,初步把握实验原理及方法步骤。 2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:四人一组,课前准备好斯密特触发器或非门电路,二极管,三极管,蜂鸣器,滑线变阻器,热敏电阻,光敏电阻等材料用具。 七、课时安排:1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。 (二)情景导入、展示目标。 上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器?

学生思考后回答:电饭锅,测温仪,鼠标器,火灾报警器 这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。(三)合作探究、精讲点拨。 探究一:(!)普通二极管和发光二极管 1、二极管具有单向导电性 2、发光二极管除了具有单向导电性外,导电时还能发光,普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成,直接将电能转化为光能,该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。 (2)晶体三极管 1、三极管具有电流放大作用。 2、晶体三极管能够将微弱的信号放大,晶体三极管的三个极分别是发射极e,基极b和集电极c。 3、传感器输出的电流和电压很小,用一个三极管可以放大几十倍或几百倍,三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。 (三)逻辑电路 逻辑门电路符号图包括与门,或门,非门, 1.与逻辑 对于与门电路,只要一个输入端输入为0,则输出端一定是0,只有当所有输入端输入都同为1时,输出才是1. 2.或逻辑 对于或门电路,只要一个输入端输入为1,则输出一定是1,反之,只有当所有输入端都为0时,输出端才是0. 3.非门电路 对于非门电路,当输入为0时,输出总是1,当输入为1时,输出反而是0,非门电路也称反相器。 4.斯密特电路: 斯密特触发器是特殊的非门电路,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时,输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V,而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V,Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。 探究点二:应用实例 1、光控开关 电路组成:斯密特触发器,光敏电阻,发光二极管LED模仿路灯,滑线变阻器,定值电阻,电路如图所示。

(完整版)传感器原理及应用试题库(已做)

一:填空题(每空1分) 1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件, 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为:传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示k(x)=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是:能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量,可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为:k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有:有一定的粘贴强度;能准确传递应变; 蠕变小;机械滞后小;耐疲劳性好;具有足够的稳定性能;对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用;有适当的储存期;应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园,可以将传感器分成三大类: 物理传感器,化学传感器,生物传感器。

常用传感器的实验原理和应用

常用传感器的原理和应用 (试验版) 一、实验目的 通过本实验了解几种常用传感器的原理及应用。 二、实验原理 1、位移传感器 位移是指物体的某个表面或某点相对于参考表面或参考点位置的变化, 对此进行测量的方法很多。 本实验主要介绍差动变压器式位移传感器, 其工作原理是由铁心位移引起线圈输出电压的变化, 进而对位移进行测量。 其优点是: 灵敏度和精确度较高; 非线性误差小; 量程较宽(±0.1~±200㎜), 但是, 结构复杂, 造价略高。 2、SZGB—11型光电转速传感器 图1—1 SZGB—11型光电转速传感器的光路图本光电转速传感器为SZGB—11型, 测量范围为被测轴直径≧3mm,转速30转/分~48万转/分,采用了单头反射式光电变换头, 可以将机械移动转换为电频率。 用于无接触测量转速。当被测点由反光面到无反光面时, 光敏管则随光的强弱产生相应变化的电信号, 通过适当的电子线路放大、整形, 输出大于8 V幅度的方波信号。本实验测试实例为:用本传感器与光线示波器配和, 对电风扇的转速进行测量。 3、SZGB—6光电转速传感器 本SZGB—6光电转速传感器采用调制光结构的单头反射式光电传感器,由调制光发生器产生高频调制信号,向被测物体发射调制脉冲光,当调制光反射回来后被接收,经电压放大,解调输出高电平,在非反射面输出低电平。接收电路只对调制光起作用。故传感器抗干扰能力极强。具有测量距离远和不受环境光干扰的优点;可以与各种显示仪配套使用及计算机接口电路直接连接,无接触测量转速、线速等使用。 转速测量范围:1r~30000r/min。 4、速度传感器(速度拾振器) 速度传感器有线圈活动型、磁钢活动型和衔铁活动型等类型,本实验所用的传感器为CD-2型是线圈活动型传感器。

传感器原理及其应用(李艳红、李海华主编)-部分课后习题

第一章P10 1、2、5、6 1.传感器的定义 答:传感器是一种以一定精确度把被测量(主要是非电量)转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量(主要是电量)的测量装置。 2.传感器组成及作用 答:(1)传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成; (2)敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量; 转换元件:将敏感元件输出的非电量转换为电量; 测量电路:将转换元件输出的电量变换成便于显示、记录、控制和处理的信号 3.开环测量系统和闭环测量系统区别 答:开环测量系统(1)信息只沿着一个方向传递(2)系统相对误差等于各环节相对误差之和 (3)结构简单,但每个环节特性变化都会造成测量误差 闭环测量系统(1)有正向通道和反馈通道(2)输入输出关系由反馈环节特性决定,测量处理等环节造成的误差较小 4.测量不确定度及其评定方法 答:(1)测量不确定度:表征合理赋予被测量值的分散性,与测量结果相联系的参数即结果的可靠性和有效性的怀疑程度 (2)不确定度按其评定方法可分为A类评定和B类评定 A类评定是用统计方法进行评定。即对某被测量进行等精度的独立多次重复测量,得到一系列的测得值。 B类评定用非统计分析法,它不是由一系列的测得确定,而是利用影响测得值分布变化的有关信息和资料进行分析,并对测量值进行概率分布估计和分布假设的科学评定B类评定的信息来源有以下6项: ①以前的观测数据; ②对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验; ③生产部门提供的技术说明文件; ④校准文件、检定证书或其他文件提供的数据、准确度的等级或级别,包括目前暂 时在使用的极限误差等; ⑤手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度; ⑥规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限或复现性限。 第二章P24 1 什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?如何用公式表征这些指标? 答:(1)传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时,传感器的输出与输入的关系 (2)线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、分辨率、漂移 (3) 线性度: 灵敏度:迟滞性: 分辨率: 第三章P43 1、2、4 1.什么叫电阻式传感器?什么是金属材料的电阻应变效应?什么是半导体压阻效应? 答:(1)电阻式传感器是利用一定的方式将被测量的变化转化为敏感元件电阻参数的变化,再通过电路转变成电压或电流信号的输出,从而实现非电量的测量。 (2)金属在外力作用下产生机械形变,其电阻值也发生相应改变的现象。 (3)半导体由于应力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应。

第四节 传感器的应用实验教案

第四节传感器的应用实验 教学目标: 1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性. 2、知道晶体三极管的放大特性. 3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用. 4、综合实验培养动手能力,体会物理知识实际中的应用. 教学重点: 1、了解斯密特触发器的工作特点,能够分析光控电路的工作原理。 2、温度报警器的电路工作原理 教学难点:光控电路和温度报警器电路的工作原理。 教学方法:PPT课件,演示实验,讲授 教学用具:PPT课件 教学过程: (一)引入新课 随着人们生活水平的提高,传感器在工农业生产中的应用越来越广泛,如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等,都用到了传感器.传感器的工作离不开电子电路,传感器只是把非电学量转换成电学量,对电学量的放大,处理均是通过电子元件组成的电路来完成的. 这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。 (二)新课教学 1.实验1 光控开关 实验原理及知识准备 如图所示光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,R G为光敏电阻,R1的最大电阻为51 kΩ,R 2为330 kΩ,试分析其工作原理. 工作原理:白天,光强度较大,光敏电阻R G电阻 值较小,加在斯密特触发器A端的电压较低,则输出 端Y输出高电平,发光二极管LED不导通;当天色暗 到一定程度时,R G的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端A的电压上升

到某个值(1.6V),输出端Y突然从高电平跳到低电平,则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了),这样就达到了使路灯天明熄灭,天暗自动开启的目的 问题:要想在天更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些还是调小些?为什么? 分析:应该把R1的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值(如1.6V,就需要R G的阻值达到更大,即天色更暗。 问题:用白炽灯模仿路灯,为何要用到继电器? 分析:由于集成电路允许通过的电流较小,要用白炽灯泡模仿路灯,就要使用继电器来启闭工作电路. 如图所示电磁继电器工作电路,图中虚线框内即为电磁继电器,D为动触点,E为静触点.试分析电磁继电器的工作原理. 分析:当线圈A中通电时,铁芯中产 生磁场,吸引衔铁B向下运动,从而带动触 点D向下与E接触,将工作电路接通,当 线圈A中电流为零时,电磁铁失去磁性,衔 铁B在弹簧作用下拉起,带动触点D与E 分离,自动切断工作电路. 问题:说明控制电路的工作原理。 分析:天较亮时,光敏电阻R G阻值较小,斯密特触发器输入端A电势较低,则输出端Y输出高电平,线圈中无电流,工作电路不通;天较暗时,光敏电阻R G电阻增大,斯密特触发器输入端A电势升高,当升高到一定值,输出端Y由高电平突然跳到低电平,有电流通过线圈A,电磁继电器工作,接通工作电路,使路灯自动开启;天明后,R G阻值减小,斯密特触发器输入端A电势逐渐降低,降到一定值,输出端Y突然由低电平跳到高电平,则线圈A不再有电流,则电磁继电器自动切断工作电路的电源,路灯熄灭. 2.实验2 温度报警器 上一节我们学习了火灾报警器,它是利用烟雾对光的散射作用,使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化,从而达到报警的目的.这种设计其敏感性是否值

传感器的简单使用

实验十二传感器的简单使用 一、研究热敏电阻的特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 2.实验器材 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水. 3.实验步骤 (1)按图1连接好电路,将热敏电阻绝缘处理; 图1 (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. 4.数据处理 在图2坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. 图2 5.实验结论 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. 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.

二、研究光敏电阻的光敏特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 2.实验器材 光敏电阻、多用电表、小灯泡、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、滑动变阻器按图3所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”挡; 图3 (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光敏电阻阻值的情况,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光敏电阻阻值的情况,并记录. 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,强光照射下电阻值很小; (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量. 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照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. 命题点一温度传感器的应用 例1(2016·全国卷Ⅰ·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,

相关文档
相关文档 最新文档