實驗十一傳感器的簡單使用 第十章交變電流傳感器 一 實驗目的1 了解傳感器的工作過程 探究敏感元件的特性 2 學會傳感器的簡單使用 二 實驗原理閉合電路歐姆定律 用歐姆表進行測量和觀察 三 實驗器材熱敏電阻 光敏電阻 多用電表 鐵架臺 溫度計 燒杯 冷水 熱水 小燈泡 學生電源 繼電器 滑動變阻器 開關(guān) 導線等 四 實驗步驟1 研究熱敏電阻的熱敏特性 1 將熱敏電阻放入燒杯中的水中 測量水溫和熱敏電阻的阻值 如實驗原理圖甲所示 2 改變水的溫度 多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值 記錄在表格中 2 研究光敏電阻的光敏特性 1 將光敏電阻 多用電表 燈泡 滑動變阻器連接好 如實驗原理圖乙所示 其中多用電表置于 100 擋 2 先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值 并記錄數(shù)據(jù) 3 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 4 用手掌 或黑紙 遮光時 觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況 并記錄 一 數(shù)據(jù)處理1 熱敏電阻的熱敏特性 1 畫圖象在右圖坐標系中 粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線 2 得結(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 2 光敏電阻的光敏特性 1 探規(guī)律根據(jù)記錄數(shù)據(jù)定性分析光敏電阻的阻值與光照強度的關(guān)系 2 得結(jié)論 光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大 強光照射下電阻值很小 光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量 二 誤差分析本實驗誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù) 三 注意事項1 在做熱敏實驗時 加開水后要等一會兒再測其阻值 以使電阻溫度與水的溫度相同 并同時讀出水溫 2 光敏實驗中 如果效果不明顯 可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中 并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少 3 歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零 考點一熱敏電阻的實際應用 考點二光敏電阻的特性和應用 考點一熱敏電阻的實際應用如圖 一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi) A為毫安表 量程6mA 內(nèi)阻RA為數(shù)十歐姆 E為直流電源 電動勢約為3V 內(nèi)阻不計 R為電阻箱 最大阻值為999 9 S為開關(guān) 已知RT在95 時的阻值為150 在20 時的阻值約為550 現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95 20 之間的多個溫度下RT的阻值 1 在圖中畫出連線 完成實驗原理電路圖 答案 2 完成下列實驗步驟中的填空 依照實驗原理電路圖連線 調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度 使得RT的溫度為95 將電阻箱調(diào)到適當?shù)淖柚?以保證儀器安全 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)電阻箱 記錄電流表的示數(shù)I0 并記錄 將RT的溫度降為T1 20 T1 95 調(diào)節(jié)電阻箱 使得電流表的讀數(shù) 記錄 溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1 逐步降低T1的數(shù)值 直至20 為止 在每一溫度下重復步驟 電阻箱的讀數(shù)R0 仍為I0 電阻箱的讀數(shù)為R1 R0 R1 150 審題點睛 題中只給一個毫安表 如何測RT的值 解析 1 根據(jù)所給器材 要測量在不同溫度下RT的阻值 只能將電阻箱 熱敏電阻 毫安表與電源串聯(lián)形成測量電路 如圖所示 2 依照實驗原理電路圖連線 調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度 使得RT溫度為95 此時RT阻值為150 將電阻箱調(diào)到適當?shù)淖柚?以保證儀器安全 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)電阻箱 為了節(jié)能和環(huán)保 一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng) 光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制 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弱 光越強照度越大 照度單位為lx 某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表 考點二光敏電阻的特性和應用 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線 并說明阻值隨照度變化的特點 2 如圖所示 當1 2兩端所加電壓上升至2V時 控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng) 請利用下列器材設計一個簡單電路 給1 2兩端提供電壓 要求當天色漸暗照度降低至1 0lx時啟動照明系統(tǒng) 在虛線框內(nèi)完成電路原理圖 不考慮控制開關(guān)對所設計電路的影響 解析 1 光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所示 特點 光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小 甲乙 2 控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng) 給1 2兩端提供電壓 要求當天色漸暗照度降低至1 0lx時啟動照明系統(tǒng) 即此時光敏電阻阻值為20k 兩端電壓為2V 電源電動勢為3V 所以應加上一個分壓電阻 分壓電阻阻值為10k 即選用R1 電路原理圖如圖乙所示 答案 見解析