1、實驗12:傳感器的簡單應用【例1】如圖實所示為光敏電阻自動計數器的示意圖,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻.此光電計數器的基本工作原理是（ ）A.當有光照射R1時,信號處理系統獲得高電壓B.當有光照射R1時,信號處理系統獲得低電壓C.信號處理系統每獲得一次低電壓就記數一次D.信號處理系統每獲得一次高電壓就記數一次答案 AC【例2】某同學用時間傳感器代替秒表做“用單擺測重力加速度”的實驗,他的設計如圖實甲所示;長為L的擺線一端固定在鐵夾臺上,另一端連接一質量為m,半徑為r的小球,在擺線上緊鄰小球處套有一小段輕細擋光管,當單擺擺動到平衡位置時,擋光管就能擋住從光源A正對光敏電阻R1發出的細光束,

2、信號處理系統就能形成一個電壓信號,如圖乙所示,R2為定值電阻.（1）某同學用10分度的游標卡尺測小球的直徑,如圖丙所示.正確的讀數是 mm.（2）R1兩端的電壓U與時間t的關系如圖乙所示,則用此裝置測得單擺的周期為 .（3）當有光照射R1時,信號處理系統獲得的是 （填“高電壓信號”或“低電壓信號”）.答案 （1）20.8 （2）2T0 （3）低電壓信號【例3】某同學為了測量一物體的質量,找到一個力電轉換器,該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數為k）,如圖中的裝置所示,測量時先調節輸入電壓,使轉換器空載時的輸出電壓為零,而后在其受壓面上放一個物體,即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U

3、.現有以下器材:力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、開關及導線若干、待測物體（可置于力電轉換器的受壓面上）.請完成對該物體質量的測量.（1）設計一個電路,要求力電轉換器的輸入電壓可調,并且使電壓的調節范圍盡可能大,在上圖所示的方框中畫出完整的測量電路圖.（2）簡要說明測量步驟,求出比例系數k,并測出待測物體的質量m.（3）請設想實驗中可能會出現的一個問題.答案 （1）由變阻器可組成調壓電路,其中調節范圍大的是由電源與滑動變阻器組成分壓式電路;而電壓的測量只需一只電壓表即可.電路如下圖所示.（2）測量步驟與結果如下:調節滑動變阻器,使力電轉換器的輸出電壓為零;將已知質

4、量的砝碼m0放在力電轉換器上,記下輸出電壓U0;將待測物放在力電轉換器上,記下輸出電壓U.由U0=km0g得k=;又U=kmg,所以m=（3）待測物體質量超出力電轉換器量程;電源電壓不夠而輸出電壓一開始調不到零.【例4】用光敏電阻為傳感器,利用以下器材:滑動變阻器、交變電源、繼電器、燈泡、開關、導線等.設計安裝一個白天自動關燈、夜晚自動開燈的路燈自動控制裝置.（1）請寫出所缺器材.（2）畫出電路原理圖,并簡要說明其工作原理.答案 （1）要安裝這樣的路燈自動控制裝置,缺少以下器材和元件:光敏電阻,電池.（2）裝置電路圖如圖所示,其工作原理簡述如下:合上開關S,在白天時有光照射光敏電阻,其阻值變小

5、,電流變大,調節滑動變阻器,使電流達到繼電器的動作電流,繼電器吸動鐵片開關,路燈脫離交流電源而熄滅（滑動變阻器調節好以后不再變動,也可用固定電阻代替）.到夜晚,光線變暗,光敏電阻阻值變大,電流變小,繼電器的電磁鐵吸鐵片的力減弱,在彈簧的彈力作用下,接交流電源的開關重新閉合,燈泡又開始發光.1.在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發光二極管（電流越大,發出的光越強）,且R與D相距不遠,下列說法正確的是（ ）A.當滑動觸頭P向左移動時,L消耗的功率增大B.當滑動觸頭P向左移動時,L消耗的功率減小C.當滑動觸頭P向右移動時,L消耗的功率可能不變D.無論怎樣移動觸頭P

6、,L消耗的功率都不變答案 A2.在街旁的路燈,江海里的航標都要求在夜晚亮,白天熄,利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置,實現了自動控制,這是利用半導體的（ ）A.壓敏性B.光敏性C.熱敏性D.三種特性都利用答案 B3.傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器,當待測壓力F作用于可動膜片電極時,可使膜片發生形變,引起電容的變化.將電容器、靈敏電流計和電源串聯成閉合電路,那么（ ）A.當F向上壓膜片電極時,電容將減小B.當F向上壓膜片電極時,電容將增大C.若電流計有示數,則壓力F發生變化D.若電流計有示數,則壓力F不發生變化答案 BC4.一熱敏電阻阻值隨溫度變

7、化的圖象如圖甲所示,請應用這一熱敏電阻自行設計一控制電路,當溫度高于某一值后紅色指示燈亮,而溫度低于這一值時綠色指示燈亮,并且說明滑動變阻器的作用.給你的器材有:如圖乙所示的繼電器一只（a、b為常閉觸點,c、d為常開觸點）、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅綠指示燈各一個、兩個獨立的電池組、開關兩個、導線若干.答案 （1）設計的電路圖如下圖所示.（2）此方案中滑動變阻器的作用:主要是通過調節滿足對熱敏電阻的要求.5.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件.現用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整.已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約45.熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中,杯內有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫出）、電源（3 V、內阻可忽略）、直流電流表（內阻約1）、直流電壓表（內阻約5 k）,滑動變阻器（020）、開關、導線若干.（1）在下面方框中畫出實驗電路圖,要求測量誤差盡可能小.（2）根據電路圖,在下圖的實物圖上連線.（3）簡要寫出完成接線后的主要實