第 3 节 实验:传感器的简单应用1.传感器传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等,并能将它们按照一定的规律转换为__电压、电流__等,或转换为电路的__通断__.2.制作传感器需要的元件(1)光敏电阻:光敏电阻在被光照射时电阻发生变化,光照增强电阻__减小__,光照减弱电阻__增大__.(2)金属热电阻和热敏电阻:金属的电阻率随温度的升高而__增大__,用金属丝可以制作温度传感器,称为热电阻.与金属不同的是有些半导体的导电能力随温度的升高而__增强__,其电阻随温度的升高而__减小__,用半导体材料可制成热敏电阻.与热敏电阻相比金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大但灵敏度较差.(3)霍尔元件:是能够把磁学量__磁感应强度__转换为电学量__电压__的传感器元件.如图所示,在__M 、 N __间出现的电压称为霍尔电压 UH,UH=k
式中 d 为金属薄片的厚度,k 为霍尔系数(设 q 为每个运动电荷的电量,n 为单位体积内电荷数,k=),由薄片的__材料__决定.3.传感器应用的一般模式对应学生用书 p216 例 1 实验室中有一自制电子秤装置,其内部结构如图甲所示,某兴趣小组想测定内部弹簧的劲度系数 k
已知电源的电动势为 E,内阻可忽略不计,滑动变阻器全长为L,重力加速度为 g
当托盘上没有放置重物时,滑片 P 位于图中 a 点,闭合开关 S,当托盘上放置质量为 m 的重物时,滑片 P 随托盘一起下移,稳定后,由电压传感器(内阻无穷大)的示数 U 及其他给定条件,就可测定弹簧的劲度系数 k
完成以下问题:(1)在弹簧的弹性范围内,随着 m 的增大,电压传感器的输出电压 U________(填“增大”“减小”或“不变”),电路中的电流________(填“增大”“减小”或“不变”).(2)写出输出电压 U 与 m 的关系 U=________