1、第十一章一、实验目的(1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。(2)能够简单应用传感器。二、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：三、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。四、研究热敏电阻的热敏特性1实验步骤(1)按如图实111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水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的图实111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
2、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)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。次 数待测量 温度()电阻()(2)在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。(3)根据实际数据和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。五、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、小灯泡、滑动变阻器按如图实112所示电路连接好，其中多用电表置于图实112 “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
3、，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；(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()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。六、注意事项(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，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。例1 热敏电阻是传感电路中常用的电
4、子元件，现用伏安法研究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 5。将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具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(020)、开关、导线若干。图实113(1)画出实验电路图。(2)根据电路图，在图实113所示的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。解析常温下待测热敏电阻的阻值(约4 5)较小，应该选用安培表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐
5、增大，滑动变阻器选用分压式。(1)实验电路如图所示。(2)根据电路图，连接实物图如图所示。(3)完成接线后的主要实验步骤：往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；重复和，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线。答案见解析例2 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)0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028
6、232018(1)根据表中数据，请在图实114所示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。图实114(2)如图实115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RP(符号，阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干。图实115解析(1)描绘图像应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连线。光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示，电阻的阻值随光照度的增大而减小。(2)根据串联电阻的正比分压关系，E3 V，当照度降低至1.0 lx时，其电压升至2 V，答案见解析
