實(shí)驗(yàn)報(bào)告-傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)PAGEPAGE2實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑帕私饷舾性奶匦裕y(cè)量不同溫度下熱敏電阻的阻值，不同光照下光敏電阻的阻值。⑵明確傳感器的作用，了解傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用。⑶設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的溫度自動(dòng)控制電路，進(jìn)一步研究傳感器的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)儀器熱敏電阻，光敏電阻，熱電傳感器，光電傳感器，繼電器，溫度計(jì)，燒杯，學(xué)生電源實(shí)驗(yàn)原理傳感器是能將所感受到的物理量（如力、熱、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量（一般是電學(xué)量）的一類(lèi)元件，其核心元件是敏感元件，即能敏銳地感受某種物理、化學(xué)、生物的信息并將其轉(zhuǎn)變成電信息的特種電子元件。具體有熱敏、光敏、（電）壓敏、壓（力）敏、磁敏、氣敏、濕敏等。實(shí)驗(yàn)中用到的敏感元件有熱敏電阻和光敏電阻。熱敏電阻的阻值隨溫度升高而降低，光敏電阻的阻值隨光線(xiàn)變強(qiáng)而變小。熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)通過(guò)取樣、放大來(lái)控制繼電器觸點(diǎn)工作，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制。光電傳感器是利用光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)經(jīng)整形，計(jì)數(shù)譯碼驅(qū)動(dòng)顯示。光電計(jì)數(shù)器可認(rèn)為是一種光電傳感器，當(dāng)沒(méi)有物品擋住A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏管的阻值變小，供給信號(hào)處理系統(tǒng)的電壓變低；當(dāng)有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)的處理，轉(zhuǎn)化為面板上相應(yīng)的發(fā)光；高低交替變化的發(fā)光管表示為一個(gè)數(shù)字，這樣就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)數(shù)功能。實(shí)驗(yàn)步驟1．熱敏電阻(1)將萬(wàn)用表置“歐姆”檔，選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，接入熱敏電阻的兩端?2)將熱敏電阻放入盛有水的燒杯中，水溫與室溫相同，用溫度計(jì)測(cè)量。(3)然后分幾次向燒杯中倒入開(kāi)水，調(diào)整杯中水的溫度，測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值。2．光敏電阻(1)將萬(wàn)用表選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，接入光敏電阻的兩端?2)移動(dòng)光敏電阻盒的后蓋，測(cè)出不同光強(qiáng)下光敏電阻的阻值。3．光電計(jì)數(shù)器：由于光電傳感器內(nèi)部已封閉，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)的處理，已把光敏電阻阻值的變化轉(zhuǎn)化為面板上相應(yīng)的發(fā)光管表示。所以實(shí)驗(yàn)中只需觀察面板上發(fā)光管的變化。4．簡(jiǎn)單的溫度控制電路(1)先將低壓電源6V接入熱電傳感器電源輸入端。(2)再將熱敏電阻放入盛有水的燒杯中，水溫與室溫相同，用溫度計(jì)測(cè)量。(3)然后慢慢倒入開(kāi)水并攪拌，直至繼電器工作，記下工作溫度。數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果1．熱敏電阻/28.631.632.233.035.3R/3.7213.6303.2292.9212.726/39.04043.045.548R/2.4502.2702.0341.8361.675表1根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，擬合得到曲線(xiàn)，擬合度為。2．光敏電阻由于光線(xiàn)強(qiáng)度大小無(wú)法測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中我們只測(cè)得了光敏電阻盒的后蓋完全閉合和移去這兩種情況下的電阻值。后蓋完全閉合時(shí)，光敏電阻的電阻值為：1.2；移去后蓋，讓陽(yáng)光完全射入光敏電阻盒內(nèi)部時(shí)電阻值為：4。由此大致可知光線(xiàn)越強(qiáng)，光敏電阻的阻值越小。3．簡(jiǎn)單的溫度控制電路當(dāng)接入電壓是6時(shí)，繼電器一放入與室溫相同的水中就開(kāi)始工作了，會(huì)發(fā)出聲響。這樣就不易實(shí)現(xiàn)“溫度控制”。所以實(shí)驗(yàn)中我們將接入電壓改為2，當(dāng)周?chē)臏囟壬仙揭欢ㄖ禃r(shí)繼電器開(kāi)始工作。以下是工作時(shí)的零界溫度測(cè)定，如表2。第一次第二次第三次平均值/53.853.053.253.3表2可知接入電壓為2時(shí)測(cè)得繼電器的工作溫度為53.3。拓展應(yīng)用利用熱敏電阻和光敏電阻的阻值變化特性，可用它們來(lái)控制一些電路的電流電壓，起到保護(hù)和調(diào)節(jié)電路的作用等。下面是兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子，電路圖如圖1，圖2。圖1圖2如圖1，熱敏電阻與r并聯(lián)，當(dāng)r兩端電流過(guò)高時(shí)，發(fā)出大量的熱從而使得溫度上升。由于熱敏電阻與r貼近，熱敏電阻的溫度升高，阻值下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度時(shí)絕大部份電流就流過(guò)熱敏電阻，從而起到保護(hù)r的作用。如圖2，光敏電阻也可以起到類(lèi)似的控制作用，如自動(dòng)亮的路燈。當(dāng)光線(xiàn)比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值很小，所以電流集中在光敏電阻這邊，電燈不亮；當(dāng)晚上光線(xiàn)弱了之后，光敏電阻阻值變大，從而流過(guò)燈的電流也變大，電燈亮起。這樣就實(shí)現(xiàn)了“燈在晚上亮白