6.3实验：传感器的应用

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选修3-2 6.3传感器的应用实验

6.3传感器的应用实验
1、晶体管
① 普通二极管
红
黑
单向具有__________ 导电性，在电子电路中有多种运用，在用多用电表欧姆档测量二极管的正向导通电阻时，黑表笔应接二极管的正极，若发现阻值较大，则与黑表笔接 _____ 负极。触的是二极管的_____
②发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，用磷镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接电能转化为______
图中LED是路灯，试分析该电路如何做到在天色暗时让路灯自动点亮，而在天明时自动熄灭？
思考与讨论
1、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？ 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RG的阻值达到更大，即天色更暗。
实验2.温度报警器
工作原理
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同．
思考与讨论
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高．

高考物理实验传感器的简单使用

高考物理实验传感器的简单使用(一)实验目的了解传感器的简单应用.(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以达到方便检测\,自动控制\,遥控等各种目的了.(三)实验器材热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、铁架台、光敏电阻、小灯泡(或门铃)、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干.(四)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.。

高中物理人教版选修3-2 6.3 实验：传感器的应用教学设计、教案

第三节实验：传感器的应用实验目的1．识别逻辑集成电路块、集成电路实验板，通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识．2．了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关．3．了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器．素养思维脉络知识点1光控开关1．电路图如图所示2．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(1.6 V)，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。

3．要想在天更暗时路灯才会亮，应如何调节R1要想在天更暗时路灯才会亮，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(1.6 V)，就需要R G的阻值更__大__，即天色更暗。

知识点2温度报警器1．电路如图所示。

2．工作原理常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于__高__电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T阻值__减小__，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由__高__电平跳到__低__电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同。

3．要想在更高的温度时才报警，应如何调节R1要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应__减小__R1的阻值，R1阻值越__小__，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。

思考辨析『判一判』(1)斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号(×)(2)发光二极管具有单向导电性(√)(3)斯密特触发器是具有特殊功能的非门(√)『选一选』如图所示是一个基本逻辑电路。

传感器实验原理及应用

传感器实验原理及应用传感器实验是一种通过使用传感器来测量和监测环境中的物理量的实验。

传感器是一种能够将感知环境中的物理量（如温度、湿度、光线等）转换为电信号的装置。

传感器实验的原理是利用传感器的电特性来实现对物理量的测量和监测。

传感器实验的原理主要分为三个方面：传感器的感应原理、传感器的信号传输原理和传感器的信号处理原理。

首先是传感器的感应原理。

传感器能够感知和测量环境中的物理量，这是因为传感器本身具有与这些物理量有关的某种特性。

例如，温度传感器根据温度对其内部电阻值的影响来测量温度。

光传感器根据光照强度对其内部光敏电阻的影响来测量光照强度。

传感器的感应原理决定了其对特定物理量的测量灵敏度和测量范围。

其次是传感器的信号传输原理。

传感器将感知到的物理量转换为电信号，并通过电路传输到其他系统中进行处理和显示。

传感器的信号传输主要分为两个阶段：信号转换和信号传输。

信号转换是指将传感器感知到的物理量转换为与之对应的电信号。

信号传输是指通过电路传输将转换后的电信号传送到其他系统中。

传感器信号传输原理的设计既要保证信号传输的稳定性，又要尽量减小信号传输带来的干扰。

最后是传感器的信号处理原理。

传感器的信号处理主要是对传感器输出信号进行放大、滤波、数字化等处理，以便更好地显示、记录和分析。

信号处理的目的是提高传感器测量的精度和准确性，并使信号更易于人们理解和处理。

传感器信号处理原理的设计需要考虑到信号处理的实时性、可靠性和节能性。

传感器实验的应用广泛，涵盖了许多领域。

其中最常见的应用是环境监测。

通过传感器可以实时监测环境中的温度、湿度、光照等因素，并通过传感器实验可以对这些物理量进行测量和分析。

这对于环境研究、气象预测、空调控制等都具有重要意义。

此外，传感器实验还可以应用于智能家居、工业自动化、农业监测等领域。

在智能家居中，传感器实验可以通过感知环境中的物理量来实现智能控制，提高居住的舒适度和安全性。

在工业自动化中，传感器实验可以监测生产过程中的各种参数，及时发现问题并进行调整和优化。

实验传感器的原理及应用

实验传感器的原理及应用1. 传感器的定义和分类传感器是一种能够将非电量转换成电量的装置，它可以感受到某一特定环境参数的变化，并将这个变化转化为电信号输出，用于测量和控制。

传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。

根据测量的参数不同，传感器可以分为多种不同的类型，如：1.温度传感器：用来测量物体或环境的温度，常见的有热敏电阻、热电偶等；2.压力传感器：用来测量介质的压力，常见的有电阻式、电容式、振荡式等；3.湿度传感器：用来测量物体或环境的湿度，常见的有电容式、电阻式等；4.光敏传感器：用来测量光的强度或辐射等，常见的有光敏电阻、光敏二极管等；5.气体传感器：用来检测和测量气体的成分和浓度，常见的有氧气传感器、二氧化碳传感器等。

2. 传感器的工作原理不同类型的传感器有不同的工作原理，下面以温度传感器为例，介绍传感器的工作原理。

温度传感器常用的工作原理是热敏式。

热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的元件，其工作原理基于材料的热敏效应。

当温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，反之则增大。

通过测量热敏电阻的电阻值变化，可以得到温度的变化情况。

3. 传感器的应用领域传感器在日常生活和工业中有着广泛的应用，以下列举几个典型的应用领域：3.1 工业自动化在工业生产中，传感器被广泛应用于工业自动化系统中，实现对生产过程的监测和控制。

比如温度传感器用于测量设备或工件的温度，压力传感器用于测量液体或气体的压力，光敏传感器用于检测光线的强弱等。

传感器的应用能够提高生产效率、降低能耗和减少人工操作。

3.2 环境监测传感器在环境监测领域也有着重要的应用。

比如气体传感器可以检测空气中的有害气体浓度，湿度传感器可以测量环境湿度，光敏传感器可以检测光照强度等。

通过传感器的应用，可以实时监测环境参数，为环境保护和危险预警提供数据支撑。

3.3 医疗设备传感器在医疗设备中发挥着重要的作用。

比如体温计使用温度传感器测量体温，心电图机使用心电传感器监测心电信号，血氧仪使用光敏传感器测量血氧饱和度等。

实验报告—传感器的简单应用

实验名称：传感器的简单应用实验目的⑴了解敏感元件的特性，并测量不同温度下热敏电阻的阻值，不同光照下光敏电阻的阻值。

⑵明确传感器的作用，了解传感器的简单应用。

⑶设计简单的温度自动控制电路，进一步研究传感器的应用。

实验仪器热敏电阻，光敏电阻，热电传感器，光电传感器，继电器，温度计，烧杯，学生电源实验原理传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，其核心元件是敏感元件，即能敏锐地感受某种物理、化学、生物的信息并将其转变成电信息的特种电子元件。

具体有热敏、光敏、（电）压敏、压（力）敏、磁敏、气敏、湿敏等。

实验中用到的敏感元件有热敏电阻和光敏电阻。

热敏电阻的阻值随温度升高而降低，光敏电阻的阻值随光线变强而变小。

热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号，转换后的电信号通过取样、放大来控制继电器触点工作，实现温度自动控制。

光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，转换成的电信号经整形，计数译码驱动显示。

光电计数器可认为是一种光电传感器，当没有物品挡住A射向B的光信号时，光敏管的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当有物品挡住由A射向B的光信号时，光信号经过信号处理系统的处理，转化为面板上相应的发光；高低交替变化的发光管表示为一个数字，这样就实现了自动计数功能。

实验步骤1．热敏电阻(1) 将万用表置“欧姆”档，选择适当的倍率，接入热敏电阻的两端。

(2) 将热敏电阻放入盛有水的烧杯中，水温与室温相同，用温度计测量。

(3) 然后分几次向烧杯中倒入开水，调整杯中水的温度，测出不同温度下热敏电阻的阻值。

2．光敏电阻(1) 将万用表选择开关置于欧姆挡，选择适当的倍率，接入光敏电阻的两端。

(2) 移动光敏电阻盒的后盖，测出不同光强下光敏电阻的阻值。

3．光电计数器：由于光电传感器内部已封闭，经过信号处理系统的处理，已把光敏电阻阻值的变化转化为面板上相应的发光管表示。

传感器原理与应用实验报告

传感器原理与应用实验报告传感器原理与应用实验报告概述：传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量的装置或设备。

它通过将感知到的物理量转换成电信号，从而实现对环境的监测和控制。

本实验旨在探究传感器的工作原理以及应用领域，并通过实验验证其性能和可靠性。

一、传感器的工作原理传感器的工作原理基于物理效应，常见的包括电阻、电容、电感、压电效应等。

以压力传感器为例，其工作原理是通过测量被测物体对传感器施加的压力，进而转换成电信号输出。

压力传感器通常由一个弹性元件和一个电阻器组成，当被测物体施加压力时，弹性元件会产生形变，从而改变电阻器的电阻值，进而输出与压力成正比的电信号。

二、传感器的应用领域1. 工业自动化领域：传感器在工业自动化领域中起到了至关重要的作用。

例如，温度传感器、湿度传感器、压力传感器等被广泛应用于工业生产过程中的温度、湿度、压力监测与控制。

2. 环境监测领域：传感器在环境监测领域中也发挥着重要作用。

例如，气体传感器可用于检测空气中的有害气体浓度，光照传感器可用于测量光照强度，水质传感器可用于监测水体的污染程度等。

3. 医疗健康领域：传感器在医疗健康领域中的应用日益广泛。

例如，心率传感器、血压传感器、血糖传感器等可用于监测人体的生理参数，并实时反馈给医务人员，帮助进行疾病的诊断和治疗。

三、实验设计与结果分析本实验选择温度传感器作为研究对象，通过搭建实验装置，测量不同温度下传感器的电阻值，并进一步分析电阻值与温度之间的关系。

实验结果显示，随着温度的升高，传感器的电阻值呈现出线性增加的趋势。

通过对实验数据进行拟合分析，得到了温度与电阻值之间的数学关系模型。

这为后续的温度测量提供了理论基础。

四、传感器的性能与可靠性评估传感器的性能与可靠性是评估传感器质量的重要指标。

本实验通过对传感器的灵敏度、线性度、稳定性等性能指标进行测试，以及对传感器的抗干扰性和长期稳定性进行验证，对传感器的性能和可靠性进行评估。

传感器的应用实验报告_基础物理实验

试验 33 传感器原理及应用【试验目的】1.了解传感器的工作原理。

2.把握声音、电压等传感器的使用方法。

3.用基于传感器的计算机数据采集系统争论电热丝的加热效率。

【试验仪器】PASCO 公司750 传感器接口1 台，温度传感器1 只，电流传感器1 只，电压传感器1 只，声音传感器1 只，功率放大器1 台，电阻1 只(1kΩ)，电容1 只〔非电解电容，参数不限〕，二极管1只〔非稳压二极管，参数不限〕，导线假设干。

【安全留意事项】1.插拔传感器的时候需沿轴向平稳插拔，制止上下或左右摇动插头，否则易损坏750 接口。

2.严禁将电流传感器(Current sensor)两端口直接接到750 接口或功率放大器的信号输出端，使用时必需串联300Ω以上的电阻。

由于电流传感器的内阻很小，直接接信号输出端则电流很大，极易损坏。

3.测量二极管特性时必需串联电阻，由于二极管的正向导通电压小于1V，不串联电阻则电流很大，简洁烧毁，也易损坏电流传感器。

【原理概述】传感器有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器，是指那些对被测的某一物理量、化学量或生物量的信息具有感受与检出功能，并使之依据肯定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。

为了与现代电子技术结合在一起，通常都转换为电信号，特别是电压信号，从而将各种理化量的测量简化为统一的电压测量，易于进一步利用计算机实现各种理化量的自动测量、处理和自动掌握。

现在，传感技术已成为衡量一个国家科学技术进展水平的重要标志之一，与信息技术、计算机技术并称为支撑整个现代信息产业的三大支柱。

有关传感器的争论也得到深入而广泛的关注，在中国期刊全文数据库中可检索到超过2 万篇题目中包含“传感器”三字的论文。

因此，了解并把握一些有关传感器的基杠工作原理及特性的学问是格外重要的。

1.传感器根本构造及分类传感器一般是利用物理、化学和生物等学科的某些效应或机理依据肯定的工艺和构造研制出来的，因此不同传感器的组成细节有较大差异。

学案：6.3 实验：传感器的应用

6.3 实验：传感器的应用学案（人教版选修3-2）1．斯密特触发器的特点：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从________跳到____________，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从________跳到__________．2．下列说法中正确的是()A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态3．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制．这是利用半导体的() A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用了【概念规律练】知识点传感器的应用实验1．如图1所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是()图1A．天黑时，Y处于高电平B．天黑时，Y处于低电平C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮2．如图2是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是()图2A．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声【方法技巧练】自动控制电路的分析及设计技巧3．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．4．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图3所示器材设计一个路灯自动控制电路．图3参考答案课前预习练1．高电平低电平(0.25 V)低电平高电平(3.4 V)2．B[电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．]3．B[题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B正确．]课堂探究练1．BC[天黑时，R G阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，R G电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确．]2．BC[当R T温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发生报警声，C对，D错．]点评斯密特触发器是具有特殊功能的非门，用符号表示．当输入端电压上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)．3．实验电路如下图所示当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的．4．见解析解析电路如图所示控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触点断开，当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作．方法总结在分析和设计自动控制电路时，要透彻理解各个元件的特性，如光敏电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等；在涉及门电路的电路图时，电流的通路并不能完整地呈现出来，所以不能用原来的电路知识来理解，而是要正确理清电路中的逻辑关系．。

传感器的简单应用实验原理

传感器的简单应用实验原理引言传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们能够将物理量或化学量转换为可测量的电信号。

在各个领域的应用中，传感器发挥着重要的作用。

本文将介绍一些传感器的简单应用实验原理。

1. 光敏传感器的应用实验原理光敏传感器是一种常见的传感器，它可以测量光的强度。

光敏传感器的原理是基于光敏材料的光电效应。

光敏材料能够吸收光能，并将其转化为电信号。

在应用实验中，我们可以通过以下步骤来实现光敏传感器的简单应用：•步骤1: 准备光敏传感器和一个光源。

•步骤2: 将光敏传感器与电路连接，确保传感器能够产生电信号。

•步骤3: 将光敏传感器放置在光源附近，记录传感器输出的电信号。

•步骤4: 改变光源的距离或亮度，再次记录传感器的输出电信号。

•步骤5: 通过比较记录的数据，分析光源的强度与传感器的电信号之间的关系。

2. 温度传感器的应用实验原理温度传感器是常用的传感器之一，它可以测量环境的温度。

温度传感器的原理是基于温度敏感元件的物理特性。

在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现温度传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个温度传感器和一个温度计。

•步骤2: 将温度传感器与电路连接，以确保传感器能够读取温度。

•步骤3: 将温度传感器放置在待测量的环境中，记录传感器的温度读数。

•步骤4: 使用温度计测量同一环境的温度，并将其与传感器的读数进行比较。

•步骤5: 根据比较的结果，分析温度传感器的准确性和可靠性。

3. 声音传感器的应用实验原理声音传感器是一种能够测量声音强度的传感器。

它的工作原理是基于声波的压力变化。

在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现声音传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个声音传感器和一个声音播放设备。

•步骤2: 将声音传感器与电路连接，以确保传感器能够读取声音信号。

•步骤3: 将声音传感器放置在声音播放设备附近，记录传感器的输出电信号。

•步骤4: 改变声音播放设备的音量或距离，再次记录传感器的输出电信号。

课件5：6.3实验：传感器的应用

接通电源后，先调节 R1 使蜂鸣器在常温下不发声，再用热水使热敏电阻的温度上升，到达某一温度时就会发出报警声。
请你说明这个电路的工作原理。想一想：怎样能够使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
解析：该电路的工作原理是：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声。R1的阻值不同，则报警温度不同。
题型1 光控开关的应用例1 如图所示为低压控制电路操纵路灯工作的电路，试分析其工作原理
解析：(1)电磁继电器的工作原理
因集成电路允许通过的电流较小，白炽灯泡工作电流较大，所以使用继电器来启闭工作电路。如图所示虚线框内是电磁继电器J，D为动触点，E为静触点。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，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。
重点难点一、光控开关实验步骤
1.按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 2．检查各元件的连接，确保无误。 3．接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮。 4．用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状态。 5．逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态。
二、温度报警器实验步骤 1.按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 2．检查各元件的连接，确保无误。 3．接通电源，调节电阻R1，使蜂鸣器常温下不发声。 4．用热水使热敏电阻的温度升高，观察蜂鸣器是否发声。 5．将热敏电阻从热水中取出，观察蜂鸣器是否发声。

实验报告：传感器的简单应用

实验报告：传感器的简单应用高一（）班姓名：座号：【实验目的】1、了解敏感元件的特性，并测量不同温度下热敏电阻的阻值，不同光照下光敏电阻的阻值。

2、明确传感器的作用，了解传感器的简单应用。

【实验原理】传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，其核心元件是敏感元件，即能敏锐地感受某种物理、化学、生物的信息并将其转变成电信息的特种电子元件。

具体有热敏、光敏、（电）压敏、压（力）敏、磁敏、气敏、湿敏等。

实验中用到的敏感元件有热敏电阻和光敏电阻。

热敏电阻的阻值随温度升高而降低，光敏电阻的阻值随光线变强而变小。

热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号，转换后的电信号通过取样、放大来控制继电器触点工作，实现温度自动控制。

光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，转换成的电信号经整形，计数译码驱动显示。

光电计数器可认为是一种光电传感器，当没有物品挡住A 射向B的光信号时，光敏管的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当有物品挡住由A射向B的光信号时，光信号经过信号处理系统的处理，转化为面板上相应的发光；高低交替变化的发光管表示为一个数字，这样就实现了自动计数功能。

【实验仪器】热敏电阻、光敏电阻、热电传感器、光电传感器、温度计、烧杯、学生电源【实验步骤】1、热敏电阻(1) 将万用表置“欧姆”档，选择适当的倍率，接入热敏电阻的两端。

(2) 将热敏电阻放入盛有水的烧杯中，水温与室温相同，用温度计测量。

(3) 然后分几次向烧杯中倒入开水，调整杯中水的温度，测出不同温度下热敏电阻的阻值。

2、光敏电阻(1) 将万用表选择开关置于欧姆挡，选择适当的倍率，接入光敏电阻的两端。

(2) 移动光敏电阻盒的后盖，测出不同光强下光敏电阻的阻值。

3、光电计数器：由于光电传感器内部已封闭，经过信号处理系统的处理，已把光敏电阻阻值的变化转化为面板上相应的发光管表示。

所以实验中只需观察面板上发光管的变化。

人教版高中物理选修(3-2)-6.3《实验：传感器的应用》名师教案

6.3实验：传感器的应用安徽省阜阳二中侯伟杰教材分析本章讲述传感器的相关知识。

这部分内容是《课程标准》中“在课程内容上体现时代性”的一个标志。

本章共有三节，第一节介绍常见的传感器及其基本工作原理；第二节介绍常见传感器在生活中的应用；本节是常见传感器的应用研究。

教材在本节安排了两个用传感器完成一定控制任务的学生实验，其目的是使学生动手体会传感器的应用，培养学生组装和调试电子电路的能力。

能够帮助学生了解现在电子行业的发展层次，加强理论联系实际，树立学以致用的教育理念。

学情分析通过第一节和第二节的学习，学生对传感器已经有了初步的了解。

但是学生在技术方面的知识仍然十分匮乏的，动手能力也亟待培养。

核心素养通过《实验：传感器的应用》的探究学习过程，培养学生的动手能力，体会物理知识在实际中的应用，在现代社会中的作用及意义。

增强学生理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的科学态度。

教学目标1．了解斯密特触发器的工作特点，了解两个实验的基本原理。

2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养动手能力。

教学重点、难点重点：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．理解温度报警器的电路工作原理。

难点：光控电路和温度报警器电路的工作原理。

教学方法讲授法、谈论法、演示法、讨论法、启发法课前准备斯密特触发器（74ls14集成电路块），二极管，蜂鸣器，变阻器，热敏电阻，光敏电阻，5V直流电源，面包板等。

教学过程课前：登陆平台，发送预习任务。

根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）（一）引入新课随着科技的发展，传感器的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关（实物展示内部结构），火灾报警器，路灯的自动控制，商场酒店门口的自动门等都用到了传感器。

就连我们每天都用的手机，也用了多种传感器。

请同学们讨论一下手机用到了哪些类型的传感器？接下来请欣赏老师自制智能机器人小车的超声波避障表演（实物展示）大家想不想也制作一些类似的科技作品呢？首先我们需要学习一些与传感器相关的知识和技能，这节课我们就来动手制作光控开关或温度报警器吧！（二）进行新课教学任务1：了解相关元件的功能及其工作原理。

传感器的应用PPT教学课件

v=2πR f，其中R为车轮的半径，f为单位时间内
车轮转过的圈数；若车轮的齿数为P，则转一圈应
有P个脉冲被B接收到，因此有
有 v 2Rn
f
n 代入上式，
P
P
同样，根据行程的意义，应有，其中f为整个行
程中车轮转过的圈数；而
f N ，所以
P
s 2RN
P
可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半
径R和齿轮齿数P，速度和行程的表达式如上面两
断续的光脉冲转换成电压脉冲三、光传感器的应用——火灾报警器 1、结构图
2、工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。
非电学量———传感器———电学量
好处：容易测量
5、火灾报警器
光———电流变化———控制电路通断非电学量———传感器———电学量———控制电路通断
传感器的应用模式
容易控制容易测量显示
4、自动排气扇，其中A为水汽传感器，当水汽的浓度增大时，其内部电阻减小
水汽浓度———电流———控制电路通断
非电学量———传感器———电学量———控制电路通断
小结
1、温度传感器（1）电饭锅的应用（2）测温仪
2、光传感器（1）鼠标器的应用（2）火灾报警器
温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作
的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，
它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当 a、

高中物理选修3-2第六章 2～3 实验：传感器的应用---学生版

2传感器的应用--学生版3实验：传感器的应用[学科素养与目标要求]物理观念：了解传感器在日常生活和生产中的应用.科学探究：1.通过实验或演示实验，认识传感器在技术或生产中的应用.2.能设计简单的传感器应用电路.科学态度与责任：通过对传感器原理及应用的了解，体会所学知识在实际应用中的价值，增强学习兴趣并培养正确的科学态度.一、力传感器的作用及原理1.应变式力传感器可以用来测重力、压力、拉力等各种力.2.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.二、温度传感器的工作原理1.双金属片温度传感器的工作原理：温度变化时，因双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断.2.(1)电饭锅中温度传感器为感温铁氧体.感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103 ℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”.(2)用手按下开关按钮通电加热，开始煮饭，当锅内温度达到103 ℃时，感温铁氧体失去铁磁性，与永磁体失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆使触点开关断开.三、光传感器的原理及应用1.光传感器能把光信号转换为电信号.2.最常见的光传感器有光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等.3.典型的应用，如鼠标、火灾报警器、光敏自动计数器等.四、光控开关和温度报警器1.斯密特触发器是具有特殊功能的非门，符号为.2.当加在斯密特触发器的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)时，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V).这样它将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号.1.判断下列说法的正误.(1)电子秤中的应变片的电阻随形变大小而变化.()(2)电熨斗和电饭锅都是利用双金属片控制电路通断的.()(3)火灾报警器中的光电三极管的电阻随光照的增强而变小.()(4)利用红外线敏感元件可以实现无接触测温.()2.电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比.现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图1所示.压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压.若发现电压表示数增大，则电梯加速度一定________(填“向上”或“向下”)，电梯可能________(填“加速”或“减速”)下降.图1一、力传感器的应用——电子秤如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片.结合力传感器的特点，叙述它的工作原理.例1(多选)为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图2所示是原理图.轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A.当拉环不受力时，滑片P处于a端.下列关于这个电路的说法正确的是()图2A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC.当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D.当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处二、温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅(1)如图所示为电熨斗的结构，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.常温下，电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？(2)电饭锅的结构如图所示.①开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？②煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？③饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动发生哪些动作？例2如图3所示是自动调温式电熨斗，下列说法不正确的是()图3A.常温时上、下触点是接触的B.双金属片温度升高时，上层的金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D.由熨烫丝绸衣物状态(温度较低)转化为熨烫棉麻衣物状态(温度较高)，应使调温旋钮下移一些例3(多选)电饭锅的结构如图4所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是()图4A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起三、光传感器的应用——火灾报警器如图所示是火灾报警器的内部结构，它由发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板组成，请简述它的工作原理.例4如图5所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态.发生火灾时，下列说法正确的是()图5A.进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B.光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C.进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报D.以上说法均不正确1.(光传感器的应用)(多选)(2017·济宁市高二检测)如图6所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图.其中A为光源，B为由电动机带动的匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻.每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次.此光计数器的基本工作原理是()图6A.当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压B.当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次2.(力传感器的应用)(2018·烟台市高二下学期期中)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图7甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1.下列判断正确的是()图7A.0到t1时间内，升降机一定静止B.t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动C.t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化D.t2到t3时间内，升降机可能向下匀加速运动3.(力传感器的应用)(2018·聊城市高二下学期期末)用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽车称重.经实测，某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：8甲所示的电路，闭合开关S，当线圈中的电流I≥20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合.已知继电器线圈的电阻为25 Ω，继电器控制电路的电压由传感器的输出电压U提供.(假设U不受继电器电路影响)图8(1)根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图象；(2)当压力增大到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在________(选填“A、B”或“C、D”)两端；(3)为使车重G≥3.0×105 N时启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到_______ Ω；(4)通过调整电阻箱R′的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为____ N.4.(温度传感器的应用)(2018·梅河口市第五中学高二月考)电饭煲的工作原理如图9所示，可分为两部分，即控制部分：由S1、S2、定值电阻R1和黄灯组成；工作(加热)部分：由发热电阻R3、定值电阻R2和红灯组成.S1是一个磁钢限温开关，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，S2是一个金属片自动开关，当温度达到70 ℃～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，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.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“<”“＝”或“>”)，若用电饭煲烧水时，S1________(填“会”或“不会”)自动断开.图95.(温度传感器的应用)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，某热敏电阻R T阻值随温度变化的图线如图10甲所示，图乙是由该热敏电阻R T作为传感器制作的简单自动报警器线路图.问：图10(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在__________(填“a”或“b”)处.(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”).(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是_________________________________________________________________.6.(光传感器的应用)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R G在不同照度下的阻值如表所示：(1)根据表中的数据，请在图11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11(2)如图12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.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R G(符号，阻值见表)；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.图12。

任务6.3 基于NewLab的霍尔传感器应用实验

学习目标
1.通过完成霍尔传感器应用实验进一步熟悉霍尔传感电路的器件特性及电路功能
2.培养规程意识，提升安全意识和质量意识任务要求
1.熟悉霍尔传感器应用实验原理，完成霍尔传感器应用实验任务。

2.操作要求：
（1）遵守操作规程，增强安全意识，必须断电接线。

（2）硬件安装完成后须仔细检查，确认无误后再通电。

（3）实验期间要保持良好的秩序，不要嬉戏玩闹。

（4）实验完成后要有序拆除硬件，整理实验台和实验室。

任务准备
1. 认识NewLab 霍尔传感模块，熟悉模块中的主要器件和接口含义。

问题1：霍尔传感模块有几个霍尔线性传感器？几个霍尔开关传感器？
问题2：J4、J5、J6、J7是什么接口？其功能是什么？
问题3：J2、J3是什么接口？其功能是什么？
问题4：J1是什么接口？其功能是什么？
2.熟悉实验原理
问题1：图示霍尔线性元件电路中，SS49E 是一款什么类型的霍尔传感器，其输出信号如何随外加磁场的变化而变化？电路的输出A0是模拟信号还是数字信号？
霍尔开关元件电路
霍尔线性元件电路。

第六章 3 实验：传感器的应用

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[答案] (1)a 度系数太大
(2)左
(3)可能是乙图中的电源电压太低或继电器线圈太少或弹簧劲
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类型二磁性传感器自动控制电路
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[例 2] 某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分若干次向如图所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．
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类型一 [例 1]
温度自动报警装置的设计传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能
够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻 Rt 作为传感器制作的简单自动报警器的线路图，问：
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三、实验器材 1．光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6 V,0.3 A)、可变电阻 R1(最大阻值 51 kΩ)、定值电阻 R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸． 2．温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻 R1(最大阻值 1 kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧杯(盛有热水).
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3
实验：传感器的应用
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