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高中物理 新人教版 选修 3 - 2 系列课件 第六章 《 传感器 》 第四节 《 传感器的应用实例 》 教学目标 (一)知识与技能 1 .了解两个实验的基本原理。 2 .通过实验,加深对传感器作用的体会,培养自己的动手能力。 (二)过程与方法 通过实验培养动手能力,体会传感器在实际中的应用。 (三)情感、态度与价值观 在实验中通过动手组装和调试,增强理论联系实际的意识,激发学习兴趣,培养良好的科学态度。 ★ 教学重点 1 .了解斯密特触发器的工作特点,能够分析光控电路的工作原理。 2 .温度报警器的电路工作原理。 ★ 教学难点 光控电路和温度报警器电路的工作原理。 ★ 教学方法 实验法、观察法、讨论法。 ★ 教学工具 实验过程中用到的有关器材、元器件等,由实验室统一准备 随着人们生活水平的提高,传感器在工农业生产中的应用越来越广泛,如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等,都用到了传感器.传感器的工作离不开电子电路,传感器只是把非电学量转换成电学量,对电学量的放大,处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。 这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。 实验一 : 光控开关 实验原理及知识准备 ( 1 )如图所示光控电路,用发光二极管 LED 模仿路灯, R G 为光敏电阻, R 1 的最大电阻为 51 kΩ , R 2 为 330 kΩ ,试分析其工作原理。 ( 2 )要想在天更暗时路灯才会亮,应该把 R 1 的阻值调大些还是调小些?为什么? 思考后看答案 思考后看答案 图乙中,用白炽灯模仿路灯,为何要用到继电器 ? 由于集成电路允许通过的电流较小,要用白炽灯泡模仿路灯,就要使用继电器来启闭工作电路。 如图所示电磁继电器工作电路,图中虚线框内即为电磁继电器, D 为动触点, E 为静触点.试分析电磁继电器的工作原理。 当线圈 A 中通电时,铁芯中产生磁场,吸引衔铁 B 向下运动,从而带动动触点 D 向下与 E 接触,将工作电路接通,当线圈 A 中电流为零时,电磁铁失去磁性,衔铁 B 在弹簧作用下拉起,带动触点 D 与 E 分离,自动切断工作电路. 实验: 试说明控制电路的工作原理。 思考后看答案 实验二 : 温度报警器 上一节我们学习了火灾报警器,它是利用烟雾对光的散射作用,使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化,从而达到报警的目的.这种设计其敏感性是否值的怀疑,你想过吗?既然发生火灾时,环境温度要升高,我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢? 如图所示为温度报警器的工作电路,试分析其工作原理 。 常温下,调整 R 1 的阻值使斯密特触发器的输入端 A 处于低电平,则输出端 Y 处于高电平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发声;当温度升高时,热敏电阻 R T 阻值减小,斯密特触发器输入端 A 电势升高,当达到某一值(高电平),其输出端由高电平跳到低电平,蜂鸣器通电,从而发出报警声, R l 的阻值不同,则报警温度不同。 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警? 要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小 R 1 的阻值, R 1 阻值越小,要使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻阻值要求越小,即温度越高。 ?思考 三 : 课堂总结 光控开关 温度报警器 传感器的应用实例 四 : 实例探究 ☆电磁继电器与自动控制 【 例 1】 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如图所示,试设计一个温控电路.要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程. 分析:热敏电阻 R 1 与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路. 解析: ( 1 )电路图如图所示 ( 2 )工作过程:闭合 S 当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器电流不能使它工作, K 接通电炉丝加热.当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流, K 断开,电炉丝断电,停止供热.当温度低于设计值,又重复前述过程. 白天,光强度较大,光敏电阻 R G 电阻值较小,加在斯密特触发器 A 端的电压较低,则输出端 Y 输出高电平,发光二极管 LED 不导通;当天色暗到一定程度时, R G 的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端 A 的电压上升到某个值( 1.6V ),输出端 Y 突然从高电平跳到低电平,则发光二极管 LED 导通发光(相当于路灯亮了),这样就达到了使路灯天明熄灭,天暗自动开启的目的 . 你答对了吗? 应该把 R 1 的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端 A 电压达到某个值(如 1.6V ,就需要 R G 的阻值达到更大,即天色更暗。 你答对了吗? 天较亮时,光敏电阻 R G 阻值较小,斯密特触发器输入端 A 电势较低,则输出端 Y 输出高电平,线圈中无电流,工作电路不通;天较暗时,光敏电阻 R G 电阻增大,斯密特触发器输入端 A 电势升高,当升高到一定值,输出端 Y 由高电平突然跳到低电平,有电流通过线圈 A ,电磁继电器工作,接通工作电路,使路灯自动开启;天明后, R G 阻值减小,斯密特触发器输入端 A 电势逐渐降低,降到一定值,输出端 Y 突然由低电平跳到高电平,则线圈 A 不再有电流,则电磁继电器自动切断工作电路的电源,路灯熄灭。 你答对了吗? 五:书后习题 1 .当门闭着时,永久磁铁使干簧管接通,斯密特触发器输入端与电源负极相连,处于低电平,则输出端为高电平,故蜂鸣器不发声;当开门时,没有磁铁作用,干簧管不通,斯密特触发器输入端为高电平,则输出端为低电平,则蜂鸣器通电,发声报警. 2 .当被测点为高电平时,斯密特触发器输入端 A 为高电平,则输出端 Y 应为低电平,故 LED 发光;当被测点为低电平时, A 即为低电平,则输出端 Y 为高电平, LED 不发光. 再见 查看更多

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