2019-2020學(xué)年高中物理傳感器用傳感器制作自控裝置學(xué)案粵教版2

1、第四節(jié)用傳感器制作自控裝置1。了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識(shí).2。練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)裝置.新知探究程理知識(shí)務(wù)實(shí)星砒.學(xué)生用書P64)應(yīng)用光敏電阻制作光控自動(dòng)照明燈電路1 .實(shí)驗(yàn)器材二極管Vd、晶閘管Vs、光敏電阻Rg、定值電阻R (7。5 MQ )、 燈?L、萬用表、導(dǎo)線.2 .實(shí)驗(yàn)原理由晶閘管Vs與電燈L構(gòu)成主回路，控制回路由R與Rg組成的分 壓器及二極管Vd構(gòu)成，如圖所示.Lp0IJN4007*%,守 我220 V A艮5 M .(1)白天自然光較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻呈低電阻，與r分壓后使晶閘管Vs門電極處于低電平，Vs關(guān)斷.(2)當(dāng)夜幕降臨時(shí)，照在 Rg上的自然光減弱，Rg呈高電阻，使Vs

2、的門電極處于高電平，Vs獲正向觸發(fā)電壓而與通，燈L亮.(3)改變R的阻值，即改變其與Rg的分壓比，可調(diào)整電路的起控學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精說明：二極管Vd,晶閘管Vs的特性.二極管：具有單向?qū)щ娦?當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，它的阻值很小;當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，它的電阻很大.晶閘管Vs：當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極承受何種電 壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài).當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極承 受正向電壓情況下晶閘管才導(dǎo)通.3 .實(shí)驗(yàn)步驟(1尋多用電表旋鈕撥至RX 1k擋，調(diào)零后，測量電阻R的阻值檢 查R是否符合要求.(2)將多用電表旋鈕撥至 Rx 1k擋，調(diào)零后，用兩表筆分別接 二極管兩極，然后

3、將兩表筆位置對調(diào).若兩次測量結(jié)果一次較小， 一次很大，則二極管性能良好.(3»各多用電表旋鈕撥至Rxik擋，紅表筆接晶閘管K極，黑表筆 同時(shí)接通G、A極，在保持黑表筆不脫離 A極狀態(tài)下斷開G極， 指針指示幾十歐至一百歐，然后瞬時(shí)斷開A極再接通，若指針指示 8位置，則表明晶閘管良好.(4旗照電路圖，將各元件焊接，安裝好.(5瀚查各元件的連接，確保無誤.(6)接通電源，觀察強(qiáng)光照射光敏電阻時(shí)和用黑紙包裹光敏電阻 時(shí)燈泡L的狀態(tài).4 .注意事項(xiàng)(1)安裝前，對所有器材進(jìn)行測試，確保各元件性能良好后，再 進(jìn)行安裝.學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(2)焊接時(shí)，管腳必須在離管殼 5 mm以上處焊接，

4、焊接時(shí)間不 宜過長.(3心意二極管、晶閘管各極正確接入電路，不可錯(cuò)接、反接.多維課:突破疑難，講緣提升知識(shí)點(diǎn)1自動(dòng)控制電路的實(shí)例分析學(xué)生用書P641 .光控開關(guān)(1)電路如圖所示.(2)斯密特觸發(fā)器的工作原理：斯密特觸發(fā)器是一個(gè)性能特殊的 非門電路，當(dāng)加在它的輸入端 A的電壓逐漸上升到某個(gè)值(1。6 V) 時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平(0.25 V),而當(dāng)輸入端A的 電壓下降到另一個(gè)值(0.8 V)的時(shí)候，Y會(huì)從低電平跳到高電平(3。 4 V).(3)光控開關(guān)的原理：白天,光照強(qiáng)度較大，光敏電阻Rg阻值較小, 加在斯密特觸發(fā)器輸入端 A的電壓較低，則輸出端丫輸出高電平，發(fā) 光二極管LE

5、D不導(dǎo)通;當(dāng)天暗到一定程度時(shí)，Rg阻值增大到一定值， 斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電壓上升到1。6 V,輸出端Y突然從 高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈)，這 樣就達(dá)到了使路燈天明自動(dòng)熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的.2 .溫度報(bào)警器(1)電路如圖所示.（2）工作原理:常溫下，調(diào)節(jié)Ri的阻值使斯密特觸發(fā)器輸入端 A 處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器 不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻 Rt阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸 入端A的電壓升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平）時(shí)，其輸出端丫由高電 平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲.Ri的阻值不同，則報(bào) 警溫度不同，可以通過

6、調(diào)節(jié)Ri來調(diào)節(jié)蜂鳴器的靈敏度.例1力如圖所示的光控電路，用發(fā)光二極管 LED模仿路燈，Rg 為光敏電阻，Ri的最大電阻為51 k QR2為330 Q .白天，光的強(qiáng)度 較大，光敏電阻Rg的電阻值較,加在斯密特觸發(fā)器A端的 電壓較,則輸出端丫輸出高電平，發(fā)光二極管 LED;當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，Rg的阻值增大到一定值， 斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6 V）,輸出端丫突 然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管 LED 發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了路燈白天熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的.解析 白天，光照強(qiáng)度較大，光敏電阻 Rg的電阻值較小，加 在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端 丫

7、輸出高電平（電平 指某個(gè)端點(diǎn)與“地”之間的電壓），發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天 色暗到一定程度時(shí)，Rg阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端簡單的恒溫控制電路 小.電源甲與繼電器、 加熱器（圖中未畫出），其中熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高而減Z1,學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A的電壓上升到某個(gè)值（1.6 V）時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到 低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就 達(dá)到了使路燈白天熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的.答案小低不與通與通衛(wèi).眼陛調(diào)練1.如圖所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱 相連接.則（）A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，

8、銜鐵 P將會(huì)被吸下B.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，銜鐵 P將會(huì)被吸下C.工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在 C、D端D.工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在 A、C端解析：選Bo當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，熱敏電阻 R的阻值增大， 電路中電流減小，繼電器L對銜鐵P吸引力減小，P將不會(huì)被吸下， 故A錯(cuò)誤.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路 中電流增大，繼電器L對銜鐵P吸引力增大,P將會(huì)被吸下，故B正 確.恒溫箱內(nèi)溫度高到一定數(shù)值后，應(yīng)與電源斷開停止加熱，由以 上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開，所以工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫 箱內(nèi)的加熱器接在A、B端.故C、D錯(cuò)誤.學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精知識(shí)點(diǎn)2自

9、動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)學(xué)生用書 P65設(shè)計(jì)自動(dòng)控制電路時(shí)，一般按照以下的思路進(jìn)行：1 .根據(jù)題目給出的儀器和要求畫出控制電路和工作電路：控制 電路由電源、開關(guān)、光敏電阻（或熱敏電阻等其他敏感元件卜電磁 繼電器和導(dǎo)線等組成；工作電路由電源、用電器（燈泡、電熱絲或 其他用電器卜導(dǎo)線等組成.這兩個(gè)電路相互獨(dú)立，又通過繼電器相 關(guān)聯(lián)，繼電器實(shí)際上是工作電路的開關(guān).2 .分析自控電路的合理性：電路設(shè)計(jì)完成后，要對它的合理性 進(jìn)行分析，用光照射光敏電阻或給熱敏電阻加熱，檢查工作電路的 接通和斷開是否符合實(shí)際要求.比如，自控路燈電路的設(shè)計(jì)要求是 白天切斷工作電路，使路燈熄滅，晚上接通工作電路，使路燈點(diǎn)亮 發(fā)光.例

10、2】光敏電阻在各種自動(dòng)化裝置中有很多應(yīng)用，其中有可用于 路燈自動(dòng)控制的開關(guān).如圖所示為實(shí)驗(yàn)所用器材，其中A為光敏電 阻，B為電磁繼電器，C為電流放大器，D為路燈，請連成電路， 達(dá)到日出路燈熄、日落路燈亮的效果，并說明此電路的工作原理.思路點(diǎn)撥這類自動(dòng)控制裝置的基本流程：外界因素一敏感元 件一電流信號-放大電路一電磁繼電器-受控電路.解析如圖所示.-220 V觸點(diǎn)n原理：白天，光照強(qiáng)，光敏電阻 A阻值小，控制電路中電流大， 電磁鐵磁力強(qiáng)，將銜鐵吸合，兩觸點(diǎn)分離，路燈電路不通 ，燈不亮; 傍晚，日落后光照弱，光敏電阻 A阻值大，控制電路中電流小，電磁 鐵磁力弱，銜鐵向上移使兩觸點(diǎn)接觸，路燈電路接通 ，燈亮.答案見解析跟蹤訓(xùn)練2如圖所示,A是浮子，B是金屬觸頭，C為住宅樓房頂上的蓄水池,M是帶水泵的電動(dòng)機(jī)，D是彈簧,E是銜鐵，F(xiàn)是電磁 鐵，Si、&分別為觸點(diǎn)開關(guān)，S為開關(guān)，J為電池.請利用上述材料 設(shè)計(jì)一個(gè)住宅樓房頂上的自動(dòng)注水裝置.（1娃接電路圖；（2）簡述其工作原理