方法10 不同传感器的特点及设计自动化控制的方法（方法总结+练习巩固）--【实验攻略】备战2024年高考物理实验方法大全

方法10 不同传感器的特点及其自动化控制设计的方法 一、不同传感器的特点归纳 名称 电器元件 特点 热敏电阻 一般情况下，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小随温度的降低而增大 光敏电阻 一般情况下，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，随光照强度的减弱而增大 霍尔元件 霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量，对应关系是霍尔电压(h为霍尔系数) 亚敏元件 压敏电阻的阻值随所受压力的变化而变化 二极管 具有单向导电性，二极管正向导通后，电流随电压增大而迅速上升 二、利用传感器设计自动化控制电路的方法 传感器类型 传感器主要包括光敏传感器、热敏传感器、压力传感器等 电阻选用 原则 (1)可保护电路；(2)使可调节范围在传感器阻值范围内；(3)阻值大小不宜过大或者过小，以免导致传感器对电路无法产生较大的影响 电路设计 思路 误差分析 产生误差的原因主要为电源电动势及内阻的变化，可根据闭合电路欧姆定律进行判断 1．（2024·浙江·高考真题）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/（） 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻、电动势（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有、、三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于，现要求将室内温度控制在范围，且1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ，定值电阻R的阻值应选 ， 1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。 A．    B．  C． 2．（2023·湖南·统考高考真题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）．    （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 ; （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为 （用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线 ；    （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是 （重力加速度取，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则 （填“>”“=”或“<”）． 3．（2022·重庆·高考真题）某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 （1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节 （选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻 （选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。 （2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是 （保留2位有效数字）。 4．（2024·全国·模拟预测）实验室有一个标准的铂电阻Pt100（用表示），还附带了该电阻和温度的对照表。 Pt100热敏电阻常用温度阻值对应表 温度（） 电阻（） 温度（） 电阻（） 某同学想用它来做一个温度计，设计电路如图所示，恒定电压，电阻，，电压表的量程为150mV，视为理想电压表，其零刻线在中间，当电流从M流向N时电压表指针向右偏，当电流从N流向M时电压表指针向左偏。该同学想直接用电压表的示数来表示温