物理实验：传感器的应用.ppt

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1、传感器的应用课标课标定位定位学学习习目目标标：1.通通过过动动手手实实验验，更更深深切切地地体体会会传传感感器器的作用的作用2培养学生的学培养学生的学习兴习兴趣，激趣，激发发学生的学生的创创新能力新能力3提高学生的提高学生的实实践能力，培养践能力，培养严谨严谨的科学作的科学作风风重点重点难难点：点：1.对逻辑电对逻辑电路和集成路和集成电电路的路的认识认识2光控开关光控开关电电路的分析、路的分析、组组装和装和调试调试3温度温度报报警器的分析、警器的分析、组组装和装和调试调试4学学生生对对一一些些常常用用电电子子元元器器件件的的理理解解和和使使用用要要点点的掌握的掌握易易错错问问题题：对对一一些些

2、电电路路元元件件的的用用途途及及使使用用方方法法不不了解而出了解而出错错 课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第三三节节实实验：验：传传感感器器的的应应用用课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、一、实验实验目的目的了了解解与与传传感感器器技技术术相相关关的的物物理理知知识识，练练习习用用传传感感器器制作自制作自动动控制装置控制装置二、二、实验实验器材器材1光光控控开开关关实实验验：斯斯密密特特触触发发器器、发发光光二二极极管管、二二极极管管、继继电电器器、灯灯泡泡(6 V,0.3 A)、可可变变电电阻阻R1(最最大大阻阻值值51 k)、电电阻阻R2(330)、光光敏

3、敏电电阻阻、集集成成电电路路实验实验板、直流板、直流电电源源(5 V)、导线导线若干、黑若干、黑纸纸2温温度度报报警警器器实实验验：斯斯密密特特触触发发器器、蜂蜂鸣鸣器器、热热敏敏电电阻阻、可可变变电电阻阻R1(最最大大阻阻值值1 k)、集集成成电电路路实实验验板板、直直流流电电源源(5 V)、导导线线若若干干、烧烧杯杯(盛盛有有热热水水)三、三、实验实验原理原理1光控开关光控开关(1)斯密特触斯密特触发发器工作原理器工作原理图图631如如图图631所所示示光光控控电电路路，用用发发光光二二极极管管LED模模仿仿路路灯灯，RG为为光光敏敏电电阻阻，R1的的最最大大电电阻阻为为51 k，R2为为

4、330.科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试在在白白天天，光光强强度度较较大大，光光敏敏电电阻阻RG电电阻阻值值较较小小，加加在在斯斯密密特特触触发发器器A端端的的电电压压较较低低，则则输输出出端端Y输输出出高高电电平平，发发光光二二极极管管LED不不导导通通；当当天天色色暗暗到到一一定定程程度度时时，RG的的阻阻值值增增大大到到一一定定值值，斯斯密密特特触触发发器器的的输输入入端端A端端的的电电压压上上升升到到某某个个值值(1.6 V)，输输出出端端Y突突然然从从高高电电平平跳跳到到低低电电平平，则则发发光光二二极极管管LED导导通通发

5、发光光(相相当当于于路路灯灯亮亮了了)，这这样样就就达达到到了了使使路路灯灯天天明明熄熄灭灭，天暗自，天暗自动动开启的目的开启的目的说说明明：要要想想在在天天暗暗时时路路灯灯才才会会亮亮，应应该该把把R1的的阻阻值值调调大大些些，这这样样要要使使斯斯密密特特触触发发器器的的输输入入端端A电电压压达达到到某某个个值值(1.6 V)，就就需需要要RG的的阻阻值值达达到到更更大大，即即天色更暗天色更暗(2)电电磁磁继电继电器工作原理器工作原理图图632由由于于集集成成电电路路允允许许通通过过的的电电流流较较小小，要要用用白白炽炽灯灯模模仿仿路路灯灯，就就要要用用继继电电器器来来启启动动工工作作电电路

6、路如如图图632所示，其中所示，其中图图中虚中虚线线框内即框内即为电为电磁磁继电继电器器J,D为为动动触触点点，E为为静静触触点点当当线线圈圈A中中通通电电时时，电电磁磁铁铁产产生生磁磁场场，吸吸引引衔衔铁铁B向向下下运运动动，从从而而带带动动触触点点D向向下下与与E接接触触，将将工工作作电电路路接接通通，当当线线圈圈A中中电电流流为为零零时时，电电磁磁铁铁失失去去磁磁性性，衔衔铁铁B在在弹弹簧簧的的作作用用下下拉拉起起，带带动动触触点点D与与E分分离离，自自动动切切断断工工作作电电路路(3)控制控制电电路原理路原理天天较较亮亮时时，光敏，光敏电电阻阻阻阻值较值较小，斯密特触小，斯密特触发发器

7、器输输入入端端A电势较电势较低，低，则输则输出端出端Y输输出高出高电电平，平，线线圈中无圈中无电电流，工作流，工作电电路不通；天路不通；天较较暗暗时时，光敏，光敏电电阻阻RG电电阻阻增大，斯密特触增大，斯密特触发发器器输输入端入端A电势电势升高，当升高到升高，当升高到一定一定值时值时，输输出端出端Y由高由高电电平突然跳到低平突然跳到低电电平，有平，有电电流通流通过线过线圈圈A，电电磁磁继电继电器工作，接通工作器工作，接通工作电电路，路，使路灯自使路灯自动动开启；天明后，开启；天明后，电电阻阻RG电电阻减小，阻减小，斯斯密密特特触触发发器器输输入入端端A电电势势逐逐渐渐降降低低，降降到到一一定定

8、值值，输输出出端端Y突突然然由由低低电电平平跳跳到到高高电电平平，则则线线圈圈A不不再再有有电电流流，则则电电磁磁继继电电器器自自动动切切断断工工作作电电路路的的电电源源说说明明：(1)在在控控制制电电路路中中之之所所以以并并联联一一只只二二极极管管，是是为为了了防防止止电电磁磁继继电电器器释释放放衔衔铁铁时时线线圈圈中中的的自自感感电电动动势势损损坏坏集集成成电电路路，二二极极管管的的存存在在可可以以提提供供自自感感电电流的通路流的通路(2)二二极极管管具具有有单单向向导导电电性性，在在电电路路中中不不能能反反接接，否否则电则电磁磁继电继电器将不能正常工作器将不能正常工作2温度温度报报警器警

9、器图图633如如图图633所所示示，常常温温下下，调调整整R1的的阻阻值值使使斯斯密密特特触触发发器器的的输输入入端端A处处于于低低电电平平，则则输输出出端端Y处处于于高高电电平平，无无电电流流通通过过蜂蜂鸣鸣器器，蜂蜂鸣鸣器器不不发发声声；当当温温度度升升高高时时，热热敏敏电电阻阻RT阻阻值值减减小小，斯斯密密特特触触发发器器输输入入端端A电电势势升升高高，当当达达到到某某一一值值(高高电电平平)，其其输输出出端端由由高高电电平平跳跳到到低低电电平平，蜂蜂鸣鸣器器通通电电，从从而而发发出出报报警声，警声，R1的阻的阻值值不同，不同，则报则报警温度不同警温度不同说说明明：要要使使热热敏敏电电阻

10、阻在在感感测测到到更更低低的的温温度度时时报报警警，应应增增大大R1的的阻阻值值，R1阻阻值值越越大大，要要使使斯斯密密特特触触发发器器输输入入端端达达到到高高电电平平，则则热热敏敏电电阻阻阻阻值值要要求求越越大大，即即温度越低温度越低四、四、实验实验步步骤骤1光控开关光控开关实验实验(1)按按照照电电路路图图631将将各各元元件件组组装装到到集集成成电电路路实验实验板上板上(2)检查检查各元件的各元件的连连接，确保无接，确保无误误(3)接接通通电电源源，观观察察强强光光照照射射光光敏敏电电阻阻和和用用黑黑纸纸包裹光敏包裹光敏电电阻阻时发时发光二极管或灯泡的状光二极管或灯泡的状态态2温度温度报

11、报警器警器实验实验(1)按按照照电电路路图图633将将各各元元件件组组装装到到集集成成电电路路实验实验板上板上(2)检查检查各元件的各元件的连连接，确保无接，确保无误误(3)接接通通电电源源、观观察察热热敏敏电电阻阻处处于于常常温温环环境境时时和和置于置于热热水中水中时时，蜂，蜂鸣鸣器是否器是否发发声声 现现有有热热敏敏电电阻阻、电电炉炉丝丝、电电源源、电电磁磁继继电电器器、滑滑动动变变阻阻器器、开开关关和和导导线线若若干干如如图图634所所示示，试试设设计计一一个个温温控控电电路路，要要求求温温度度低低于于某某一一值值时时，电电炉炉丝丝自自动动通通电电供供热热，高高于于另另一一值值时时，又又

12、可以自可以自动动断断电电，画出，画出电电路路图图并并说说明工作明工作过过程程图图634课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一自动控制电路的设计自动控制电路的设计例例例例1 1【思思路路点点拨拨】热热敏敏电电阻阻RT与与滑滑动动变变阻阻器器及及电电磁磁继继电电器器组组成低成低压压控制控制电电路路【精【精讲讲精析】精析】电电路路图图如如图图635所示所示图图635当当温温度度低低于于某某一一值值时时，热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值很很大大，流流过过电电磁磁继继电电器器的的电电流流很很小小，继继电电器器无无法法吸吸引引衔衔铁铁P,K处处接接通通，电电炉炉丝丝处处于于加加热热状状态态；当当温温度度高高于于

13、某某一一值值时时，热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值变变得得很很小小，通通过过电电磁磁继继电电器器的的电电流流较较大大，继继电电器器吸吸引引衔衔铁铁P，K处处断断开开，电电炉炉丝丝停止加停止加热热【答案】【答案】见见精精讲讲精析精析【规规律律总总结结】热热敏敏电电阻阻阻阻值值随随温温度度变变化化，控控制制电电路路中中电电流流发发生生变变化化，通通过过改改变变电电磁磁继继电电器器螺螺线线管的管的电电流来流来实现实现控制控制电电路的目的路的目的 工工人人在在锻锻压压机机、冲冲床床、钻钻床床等等机机器器上上劳劳动动时时，稍稍有有不不慎慎就就会会把把手手压压在在里里面面，造造成成工工伤伤事事故故工工厂厂中中

14、大大都都是是利利用用光光电电控控制制设设备备来来避避免免事事故故发发生生的的如如图图636所所示示为为光光控控继继电电器器的的示示意意图图,它它由由电电源源、光光电电管管(当当有有光光照照射射时时，在在阴阴极极K端端会会放放出出电电子子)、放放大大器器、电电磁磁继继电电器器等等几几部部分分组组成成这这样样，当当工工人人不慎将手伸入危不慎将手伸入危险险区域区域时时，由，由类型二类型二自动控制电路的分析自动控制电路的分析例例例例2 2【思思路路点点拨拨】光光电电管管的的作作用用是是继继电电器器控控制制电电路路的的通通断断开开关关，有有光光照照射射时时，继继电电器器通通电电，无无光光照照射射时时，继继电电器器断断电电人人对对照照射射到到光光电电管管上上的的光光的的遮遮挡挡作作为电为电路的路的输输入指令入指令【精精讲讲精精析析】阴阴极极K发发射射电电子子，电电路路中中产产生生电电流流,经经放放大大器器放放大大后后的的电电流流使使电电磁磁铁铁M磁磁化化，将将衔衔铁铁N吸吸住住；无无光光照照射射光光电电管管时时，电电路路中中无无电电流流，N自自动动离开离开M，右，右侧电侧电路接通，灯路接通，灯L亮亮