高二物理選修3-2_63_實(shí)驗(yàn)：_傳感器的應(yīng)用_LI

1、第六章第六章 傳感器傳感器實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 : 光控開(kāi)關(guān)光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)準(zhǔn)備 （1）如圖所示光控電路，）如圖所示光控電路，用發(fā)光二極管用發(fā)光二極管LED模仿路燈，模仿路燈，RG為光敏電阻，為光敏電阻，R1的最大電的最大電阻為阻為51 k，R2為為 330 k，試分析其工作原理。試分析其工作原理。 （2）要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把）要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？ 圖乙中，用白熾圖乙中，用白熾燈模仿路燈，為何燈模仿路燈，為何要用到繼電器要用到繼電器？ 由于集成電路允許通過(guò)的電流較小，由于集成電路允許通過(guò)

2、的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來(lái)啟閉工作電路。來(lái)啟閉工作電路。 如圖所示電磁繼電器如圖所示電磁繼電器工作電路，圖中虛線框內(nèi)工作電路，圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器，即為電磁繼電器，D為動(dòng)為動(dòng)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)試分為靜觸點(diǎn)試分析電磁繼電器的工作原理。析電磁繼電器的工作原理。 當(dāng)線圈當(dāng)線圈 A中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)D向下與向下與E接觸，將接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時(shí)，電磁鐵失中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵去磁性，

3、銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與與E分離，自動(dòng)切斷工作電路分離，自動(dòng)切斷工作電路 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)： 試說(shuō)明控制電路的工作原理。試說(shuō)明控制電路的工作原理。 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二: 溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報(bào)警器，它是利上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報(bào)警器，它是利用煙霧對(duì)光的散射作用，使火災(zāi)發(fā)出的光用煙霧對(duì)光的散射作用，使火災(zāi)發(fā)出的光引起光敏電阻的阻值變化，從而達(dá)到報(bào)警引起光敏電阻的阻值變化，從而達(dá)到報(bào)警的目的這種設(shè)計(jì)其敏感性是否值的懷疑，的目的這種設(shè)計(jì)其敏感性是否值的懷疑，你想過(guò)嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度要你想過(guò)嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度要升高，我們能不能用溫度傳感

4、器來(lái)做成火升高，我們能不能用溫度傳感器來(lái)做成火災(zāi)報(bào)警器呢？災(zāi)報(bào)警器呢？ 如圖所示為溫度如圖所示為溫度報(bào)警器的工作電路，報(bào)警器的工作電路，試分析其工作原理試分析其工作原理 。 常溫下，調(diào)整常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂一值（高電平），其輸出

5、端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，Rl的阻值不同，則報(bào)警的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。溫度不同。 怎樣使熱敏電阻怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？度時(shí)才報(bào)警？ 要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小報(bào)警，應(yīng)減小R R1 1的阻值，的阻值，R R1 1阻值越小，要使阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。阻阻值要求越小，即溫度越高。三三: 課堂總結(jié)課堂總結(jié)光控開(kāi)關(guān)光控開(kāi)關(guān)溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器傳感器的應(yīng)用實(shí)例傳感器的

6、應(yīng)用實(shí)例實(shí)例探究實(shí)例探究 電磁繼電器與自動(dòng)控制電磁繼電器與自動(dòng)控制【例例1 1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路要求溫度低于某一溫度時(shí)，電設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過(guò)某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)爐絲自動(dòng)通電供熱，超過(guò)某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫(huà)出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程斷電，畫(huà)出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程分析：熱敏電阻分析：熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路低壓控制電路解析：解析：（1 1）電

7、路圖如圖所示）電路圖如圖所示 （2 2）工作過(guò)程：閉合）工作過(guò)程：閉合S S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器電流不能使它工作，阻值大，通過(guò)電磁繼電器電流不能使它工作，K K接通電接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K K斷開(kāi)，電斷開(kāi)，電爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過(guò)程述過(guò)程 白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值電阻值較小，加在斯密特觸

8、發(fā)器較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，端的電壓較低，則輸出端則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管輸出高電平，發(fā)光二極管LED不不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的的電壓上升到某個(gè)值（電壓上升到某個(gè)值（1.6V），輸出端），輸出端Y突然突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的. 應(yīng)該把應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些

9、，這樣要使斯的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值（如電壓達(dá)到某個(gè)值（如1.6V，就需要，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。更暗。 天較亮?xí)r，光敏電阻天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端發(fā)器輸入端A電勢(shì)較低，則輸出端電勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電線圈中無(wú)電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電阻阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電由高

10、電平突然跳到低電平，有電流通過(guò)線圈平，有電流通過(guò)線圈A，電磁繼電器工作，接通工，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動(dòng)開(kāi)啟；天明后，作電路，使路燈自動(dòng)開(kāi)啟；天明后，RG阻值減小，阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端輸出端 Y突然由低電平跳到高電平，則線圈突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再不再有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，路燈熄滅。路燈熄滅。書(shū)后習(xí)題書(shū)后習(xí)題1 1當(dāng)門閉著時(shí)，永久磁鐵使干簧管接通，斯密當(dāng)門閉著時(shí)，永久磁鐵使干簧管接通，斯密特觸發(fā)器輸入端與電源負(fù)極相連，處于低電平，特觸發(fā)器輸入端與電源負(fù)極相連，處于低電平，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開(kāi)門時(shí)，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開(kāi)門時(shí)，沒(méi)有磁鐵作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入沒(méi)有磁鐵作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入端為高電平，則輸出端為低電平，則蜂鳴器通電，端為高電平，則輸