高三物理传感器的简单应用1

高中物理知识全解6.16传感器的简单应用 ①实验目的 1、认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。 2、了解传感器在技术上的简单应用。 ②实验仪器 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。 ③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、其工作过程如下图所示：

④实验步骤【一】研究热敏电阻的热敏特性 1、实验步骤 (1)按右图所示连接好电路，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。 (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。 2、数据处理 (1)依照记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。

(2)在坐标纸中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的Rt图线。 (3)依照实验数据和Rt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。 【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、滑动变阻器按右图所示电路连接好，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。 (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，观看表盘指针显 示电阻阻值的情况，并记录。 (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录。 2、数据处理 把记录的结果填入下表中，依照记录数据分析光敏电阻的特性。

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、 ⑤考前须知 1、在做热敏实验时，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。 2、光敏实验中，假如效果不明显，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。 3、欧姆表每次换挡后都要重新调零。 【例题】光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，能够近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大、利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，能够实现路灯自动在白天关闭、黑天打开、电磁开关的内部结构如下图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接、当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通、励磁线圈中同意通过的最大电流为100mA。 〔1〕利用以下器材设计一个自动操纵路灯的电路，画出电路原理图。

实用文档 作业35 2021年高中物理单元测试：传感器的简单应用. 作业

1. 如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时 ( ) A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 2、热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其阻值随温度升高而减小．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，备用的实验器材和器具有： 插入带塞的保温杯中(杯内有一定的冷水)的待测热敏电阻R1(常温下的阻值约40～50Ω)和温度计；盛有热水的暖水瓶(图中未画出)；电源E(3V、内阻可忽略)；直流电流表A(内阻约1Ω)；直流电压表V(内阻约5kΩ)；滑动变阻器R(0～10Ω)；开关S；导线若干． (1)如图所示的a、b、c三条图线中，能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是__________． (2)画出实验电路图，要求得到的特性曲线尽可能完整，测量误差尽可能小． (3)根据电路图，在图中进行实物连线

3. (05广东)热敏电阻是传感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，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。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，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5kΩ）、滑动变阻器（0-20Ω）、开关、导线若干。 ⑴在图8（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。 ⑵根据电路图，在图8（b）的实物图上连线。 ⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤______________________。 实用文档

4．（08广东）（11分）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

2.了解传感器的种类，知道 体会物理模型在探索自然规律中的作用。
传感器的组成与应用模 科学态度与责任：借助传感器在生活、科技中的应用实
式。
例，感受传感器技术的应用对信息时代的促进作用。
01 要点一 传感器的原理和分类
1.传感器：能够感受力、温度、光、声、化学成分等_被__测___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___的元件。 2.传感器的核心元件 （1）敏感元件：能直接感受或响应外界_被__测__非__电__学__量___的部分。 （2）转换元件是指能将敏感元件输出的信号直接转换成_电__信__号___的部分。它们分别完 成_检__测___和_转__换___两个基本功能。 （3）转换电路：将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电 压、电流等。
3.传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它 输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常 要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作。传感器的工作原理如图所示：
4.传感器的分类
类型
工作原理
利用物质的物理性质和物理效应 物理传感器
02 要点二 传感器的组成与应用模式
1.分析思路 物理传感器是将所感受的物理量（如力、热、光等）转换为便于测量的电学量的器件。 我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤： （1）信息采集； （2）信息加工、放大、传输； （3）利用所获得的信息执行某种操作。
2.分析传感器问题的四个关键 （1）感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。 （2）敏感元件分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间 的变化规律。 （3）电路结构分析 认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路 输出信号与输入信号间的规律。

【典例示范】
(多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理
量的控制。如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越
小),C为电容器,当环境温度降低时
()
A.电容器C的带电荷量增加
B.电压表的读数增大
C.电容器C两板间的电场强度减小
D.R1消耗的功率增大
【思维建模】
六、电阻应变片 1.电阻应变效应: 金属导体在外力作用下发生_机__械__形__变__(伸长或缩短)时,其 _电__阻__随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象。电阻应变片是一种 _力__敏__元件。 2.电阻应变片的原理:当金属丝受到拉力时,长度变_长__、横截面积变_小__,导致 电阻变_大__;当金属丝受到压力时,长度变_短__、横截面积变_大__,导致电阻 变_小__。 3.电阻应变片能够把_物__体__形__变__这个力学量转换为电阻这个电学量。应用有 _电__子__秤__。
一 对传感器的认识 1.传感器的组成和工作流程: (1)传感器的组成。 ①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏 感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 ②转换元件:将敏感元件输出的与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电 信号的电子元件。 ③转换电路:将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如 电压、电流、电阻等电学量或电路的通断等。
1.传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_被__测__量__,并能把它们 按照一定的规律转换为便于传送和处理的_可__用__信__号__输出的一类器件或装置。 2.非电学量转换为电学量的意义: 把_非__电__学__量__转换成电压、电流等电学量,或转换为电路的_通__断__,可以很方便 地进行测量、传输、处理和_控__制__。