传感器的简单使用(3)

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【规范解答】R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡) 因 电 流 过 大 而 烧 毁 ， S2 是 自 动 控 制 温 度 开 关 ， 当 温 度 低 于 70℃时自动闭合，当温度高于70℃～80℃时又自动断开，使
电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3.由于 开关S1必须当温度达到103℃时自动断开，而水的沸点只有 100℃，因此用电饭煲烧水时，直到被烧干后，S1才会断开．
(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
光敏电阻RP(符号
，阻值见上表)
提供的器材如下：直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定 值电阻：R1＝10 kΩ，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．
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图乙
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【规范解答】(1)根据图表中的数据，在坐标纸上描点连 线，得到如图所示的变化曲线．
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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，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下 的阻值如下表：
照度(lx) 电阻(kΩ)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 75 40 28 23 20 18
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3．温度传感器 (1)敏感元件：热敏电阻和金属热电阻． (2)应用：电熨斗、电饭锅、测温仪、温度报警器． 4．光传感器 (1)敏感元件：光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三 极管等． (2)应用：鼠标、火灾报警器、光控开关．
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电饭煲的工作原理如图所示．可分为两部分，即控制
动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以
R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低 于70℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接 通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到 70℃～80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开， 当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由 以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”“＞”)，若用电 饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．
3．传感器的工作流程
非电学物理量 → 敏感元件 → 转换器件 → 转换电路
→ 电学量
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二、实验器材 1．研究热敏电阻特性器材：热敏电阻、 多用电表 、 烧 杯、温度计、铁架台、冷水及热开水．
2．研究光敏电阻特性器材：光敏电阻、小盒子、小灯泡 (或门铃)、学生电源、继电器、 滑动变阻器 、 多 用 电 表、开关、导线等．
(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．
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2．数据处理 (1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中， 分析热敏电阻的特性.
测量
次数待
温度(℃)
电阻(Ω)
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(2)在如图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变 化的图线．
பைடு நூலகம்
(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．
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阻值随照度变化的特点：光 敏电阻的阻值随光照强度的增大 非线性减小 .
(2)因天色渐暗照度降低至 1.0(lx)时启动照明系统，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，故应 加上一个分压电阻，分压电阻阻 值为10 kΩ，即选用R1；此电路 的原理图如图所示．
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录．
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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．
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友情提示：(1)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.(2)多用电表每次换挡后都要重新调零.
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友情提示：做实验时，加开水后要等一会儿再测量其阻 值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温.
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某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器 材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电 压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特 性，请你在图甲所示的实物图上连线．
第三讲 实验：传感器的简单使用
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1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性． 2．能够简单使用传感器．
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一、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 的电学量．
2．传感器的组成
传感器一般由 敏感元件 、 转换器件
、
转换电路 几部分组成．
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一、研究热敏电阻的热敏特性 1．实验步骤 (1)按如图所示连接好电路，将 热敏电阻绝缘处理．
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(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．
答案：限流 闭合的 ＞
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热敏电阻是传感器电路中常用的电子元件．现用伏安 法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特 性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值为4 Ω～ 5 Ω，热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量 的冷水，其他备用的仪表和器材有：
A．电流表A1，量程0.6 A，内阻约1 Ω B．电流表A2，量程3 A，内阻约2 Ω C．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ
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D．电压表V2，量程3 V，内阻约5 kΩ E．滑动变阻器R1(0～100 Ω) F．滑动变阻器R2(0～20 Ω) G．电源E(3 V，内阻可忽略) H．盛有热水的热水杯(图中未画出)
I．开关、导线若干
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(1)实验中应选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)， 应选用的电压表为________(填“V1”或“V2”)，应选用的滑动 变阻器为________(填“R1”或“R2”)．
(2)在方框中画出实验电路原理图，要求测量误差尽可能
小．
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(3)根据电路原理图，在实物图上连线．
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解析：(1)由于电源电动势为3 V，则电压表应选V2，常温 下待测热敏电阻的阻值为4 Ω～5 Ω，再加上电流表内阻，由 闭合电路欧姆定律可知电路中最大电流小于0.6 A，故电流表 应选A1；本实验研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲 线，要求伏安特性曲线尽可能完整，故滑动变阻器应采用分
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答案：(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见规范解答 特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 (2)电路原理图见规范解答
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三、几种常见传感器的应用 1．力传感器的应用——电子秤 (1)作用：称量物体重量(质量)． (2)敏感元件：应变片．应变片能够把物体形变这个力学 量转换为电压这个电学量． 2．声传感器的应用——话筒 (1)话筒的作用：把声信号转换为电信号． (2)话筒分类：①电容式话筒；②驻极体话筒；③动圈式 话筒．
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二、研究光敏电阻的光敏特性 1．实验步骤 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所 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．
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(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．
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第十章 交变电流 传感器
么么么么方面
Sds绝对是假的
人 教 版 物 理
(1)根据表中数据，请在图甲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．
图甲
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(2)如图乙所示，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，在虚线框内完成电路原理图．
压接法，滑动变阻器应选R2.
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(2)设计电路图时，由于电流表内阻与热敏电阻阻值相差 不大，故电流表采用外接法，如图所示．
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答案：(1)A1 V2 R2 (2)见解析图 (3)如图所示
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甲
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乙
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(2)实验的主要步骤： ①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电 源，调节并记录电源输出的电流值． ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开 关，________、________，断开开关． ③重复第②步操作若干次，测得多组数据． (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据 此绘出图乙所示的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电 阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效 数字)．
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【规范解答】改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压
表示数改变，从图线知R与t成线性关系．且纵轴上截距(当t
＝0℃时)R＝100
Ω，斜率为
ΔR Δt
＝0.400，所以R＝100＋
0.400t(Ω)．
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答案：(1)如图所示
(2)②读取温度计示数 读取电压表示数 (3)100 0.400
部分：由S1、S2、R1和黄灯组成；工作(加热)部分：由发热电 阻R3、R2和红灯组成，S1是一个控温开关，手动闭合，当此 开关的温度达到居里点(103℃)时，自动断开，且不能自动复 位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关.
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当温度达到70℃～80℃时，自动断开，低于70℃时，自