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第5讲实验:利用传感器设计并制作简单的自动控制装置一研究热敏电阻的热敏特性二研究光敏电阻的光敏特性知识梳理考点传感器的工作原理和分类深化拓展知识梳理一、研究热敏电阻的热敏特性 1.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理;多用电表的选择开关置于欧姆挡,并选择适当的倍率;2.先用多用电表测出烧杯中没有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①冷水,使热敏电阻浸没在②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③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;5.根据记录的数据,分析热敏电阻的特性。二、研究光敏电阻的光敏特性1.将光电传感器、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好,其中多用电表置于欧姆挡,并选择适当倍率; 2.先测出在④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,观察多用电表表盘指针指示情况,并记录;4.根据记录的数据分析光敏电阻的特性。 1.(多选)如图所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中,电流表示数增大,则说明 (BD) A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好解析电流表的示数增大,说明电路中的电流增大,电阻减小,所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的,半导体材料温度升高时,导电性能变好,故选项B、D正确。2.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,可以记录传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示,若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2m,则下述说法正确的是 () A.传送带运动的速度是0.1m/sB.传送带运动的速度是0.2m/sC.该传送带每小时输送3600个工件D.该传送带每小时输送7200个工件答案BC从乙图可以知道:每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是v= m/s=0.2m/s。故A错误、B正确;传送带每小时传送的距离为:s=vt=0.2×3600m=720m,每小时传送工件个数为:n= =3600(个),C正确、D错误。0.21sL深化拓展考点传感器的工作原理和分类1.概念:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置,叫传感器。2.组成:一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。3.原理:通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器利用热敏电阻将温度信息转换成电信号。4.传感器的分类:目前对传感器尚无一个统一的分类方法,常用的分类方法有两个:(1)按输入量分类,如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时,相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等。(2)按传感器的工作原理分类,可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。5.制作传感器的元件:制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件等。【情景素材·教师备用】 1-1(2016北京理综,21节选)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更(选填“敏感”或“不敏感”)。答案增强敏感解析由R-t图知热敏电阻随t增大阻值R减小,所以导电能力增强;由题图中可看出,相对金属热电阻而言,随温度变化,热敏电阻的阻值变化更明显,即热敏电阻对温度变化的响应更敏感。1-2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,请你在如图所示的实物图上连线。 (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,并据此绘得R-t关系图线。请根据下图中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)。答案(1)如图所示 (2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)1000.400解析(1)见答案。(2)由题意可知,当闭合开关后应读取温度计和电压表示数。(3)将图线延长可得图线在纵轴上的截距为100Ω,在图线上任取两点求得图线的斜率为0.400 。℃