当发网首页 当发物理教育 力学 电磁学 热学 光学 原子核 实验 典型题解   

    1.实验目的:了解传感器的原理及其简单应用.

  2.实验原理:传感器是通过对某一物理量敏感的元件(如光敏电阻、热敏电阻等)将感受的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)从而直接反应出其具体变化.

  3.实验器材:热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、热水、光电计数器、小灯泡(或门铃)、学生用电源、继电器、滑动变阻器、电键、导线若干.

  4.实验步骤

  (1)热敏电阻特性实验

  ① 将绝缘处理好的热敏电阻放入烧杯中的水中,测量水温和热敏电阻的阻值. 记录下来.
  ② 改变水的温度,多次测量水的温度和热敏电阻的阻值,记录下来.

  (2)光敏电阻特性实验:测量光敏电阻的阻值. 改变入射到光敏电阻上的光强度,再次测量其电阻值并比较光的强度变化与电阻变化的关系.

  (3)观察光电计数器的工作过程:了解光电计数器的工作原理.

  (4)简单温度自动控制实验:利用热敏电阻的特性,把热敏电阻作为传感器设计一个简单温度自动控制实验.

  5.注意事项

  (1)在做热敏特性实验时,加开水后要等一会再测量其阻值,以使电阻温度与水温度相同,并同时读出水温.

  (2)光电计数器是比较精密的仪器,使用过程中要轻拿轻放,严格按操作要求进行.

    例题3-42 某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)如图3-170所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器,质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).

     请完成对该物体质量的测量.

     (1) 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且可使电压的调节 范围尽可能大,在方框中画出完成的测量电路.

     (2) 简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体质量m.

     (3) 请设想实验中可能会出现的一个问题.(2001年,上海)

    


    例题3-43 如图3-172所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图. A为光源,B为光电接收器,AB均固定在车身上,C为小车的车轮,D为与C同轴相连的齿轮. 车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号. 被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示,若实验显示单位时间内的脉冲数为n,累计脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是_____,小车速度的表达式为v=_____,行程的表达式为s=_____.(2002年,上海)



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