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第三單元試驗與探究

第4課時試驗：傳感器簡單使用選修3－2

第十一章交變電流傳感器第1頁第2頁1．試驗目標(1)知道傳感器作用．(2)觀察熱敏電阻和光敏電阻阻值是怎樣隨熱信號和光信號而改變．2．試驗原理傳感器是將它感受到物理量(如力、熱、光、聲等)轉換成便于測量量(普通是電學量)一類元件．比如：熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉換成電信號；光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉換成電信號．轉換后信號經(jīng)過對應儀器進行處理，就可到達自動控制等各種目標．第3頁3．試驗器材鐵架臺，溫度計，多用電表，燒杯，開水(可裝在熱水瓶內(nèi))，冷水，熱敏電阻，光敏電阻，導線，紙帶，光電計時器，鉤碼．4．試驗步驟第4頁(1)熱敏電阻特征試驗：如右圖所表示．①在燒杯內(nèi)倒入少許冷水，放在鐵架臺上，將懸掛在鐵架臺上溫度計放入水．②將多用電表選擇開關置于“歐姆”檔，將兩支表筆短接，調零后再將兩支表筆分別與熱敏電阻兩個輸出端相連．③將熱敏電阻放入燒杯內(nèi)水中，在歐姆檔上選擇適當倍率，再重新調零，把兩支表筆接到熱敏電阻兩輸出端，觀察表盤指示熱敏電阻阻值，填入表格內(nèi)．第5頁④分幾次向燒杯內(nèi)倒入開水，觀察不一樣溫度時熱敏電阻阻值，統(tǒng)計在表格內(nèi)．⑤經(jīng)過比較這些測量數(shù)據(jù)，看看熱敏電阻阻值是怎樣隨溫度而改變．⑥將多用電表選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋，拆開裝置，將器材按原樣整理好．試驗次數(shù)123456溫度/℃電阻/Ω第6頁(2)光敏電阻特征試驗：如右圖所表示．①將多用電表選擇開關置于“歐姆”檔，選擇適當倍率，將兩支表筆短接調零．②把多用電表兩支表筆接到光敏電阻兩輸出端，觀察表盤指示光敏電阻阻值，填入設計好表格內(nèi)．第7頁③將手張開放在光敏電阻上方，擋住照到光敏電阻上部分光線，觀察表盤所表示光敏電阻阻值改變，填入設計好表格內(nèi)．④上下移動光敏電阻，觀察光敏電阻阻值改變．⑤將多用電表選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”檔，拆開裝置，將器材按原樣整理好．第8頁第9頁題型一伏安法描述熱敏電阻伏安特征曲線熱敏電阻是傳感電路中慣用電子元件．現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不一樣溫度下伏安特征曲線，要求特征曲線盡可能完整．已知常溫下待測熱敏電阻阻值約4～5Ω.熱敏電阻和溫度計插入帶塞保溫杯中，杯內(nèi)有一定量冷水，其它備用儀表和器含有：盛有熱水熱水杯(圖中未畫出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動變阻器(0～20Ω)、開關、導線若干．第10頁(1)在下列圖(a)方框中畫出試驗電路圖，要求測量誤差盡可能?。?2)依據(jù)電路圖，在下列圖(b)實物圖上連線．(3)簡明寫出完成接線后主要試驗步驟________．解析：(1)因熱敏電阻阻值較小，故測量電路必須采取電流表外接法；因描述伏安特征曲線要求測量電壓(或電流)要從零開始，故滑動變阻器必須采取分壓式接法．答案如右圖所表示．第11頁解析：(2)實物連線以下列圖所表示．第12頁解析：(3)①往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時讀出溫度計值；②調整滑動變阻器，快速測出電流表和電壓表值；③重復①～②，測量不一樣溫度下數(shù)據(jù)；④繪出各測量溫度下熱敏電阻伏安特征曲線．答案：看法析點評：這種做法跟伏安法描繪小電珠伏安特征曲線方法一樣．要求流過熱敏電阻電流要從零開始，故控制電路要采取分壓式．因為熱敏電阻阻值約為4～5Ω，故測量電路要采取電流表外接法．試驗操作步驟跟伏安法描繪小電珠伏安特征曲線試驗步驟一樣．第13頁題型訓練1．以下列圖甲所表示，為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度改變而改變，且對溫度很敏感)I-U關系曲線圖．第14頁(1)為了經(jīng)過測量得到如圖甲所表示I-U關系完整曲線，在下列圖乙和丙兩個電路中應選擇是圖________，簡明說明理由________________________________________________________________________．(電源電動勢9V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器阻值為0～100Ω)第15頁(2)在以下列圖丁所表示電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1＝250Ω，由熱敏電阻I-U關系曲線可知，熱敏電阻兩端電壓為__________V，電阻R2阻值為________Ω.第16頁解析：(1)上圖乙中滑動變阻器為分壓接法，圖丙中滑動變阻器為限流接法，在分壓電路中，滑片移至最左端時熱敏電阻電壓為零，滑到最右端時電壓最大(電源內(nèi)阻很小，Umax＝E)，顯然電壓調整范圍是0～E，完全滿足題目要求．而限流電路滑片移到最左端時，熱敏電阻兩端電壓最小為Umin＝·R，滑到最右端時電壓最大為Umax＝E，其電壓改變范圍為·R～E，很顯著限流電路電壓改變范圍小，不能測出全部圖線所需數(shù)據(jù)，故試驗電路圖應選乙．第17頁(2)流過電阻R1電流為所以流過熱敏電阻電流為I＝I總－I1＝70－36＝34mA，在伏安特征曲線上能夠看