【创新设计】高中物理 63实验 传感器的应用课件 新人教选修32

2．普通二极管：具有 单向导电性 ． 3．发光二极管：具有 单向导电性 ，同时还能 发光 ． 4．光控开关工作原理(如图6-3-1)所示．
图6-3-1
一、光控开关电路分析 斯密特触发器
实质是一个具有特殊功能的非门，当A端电势高于1.6 V时，Y 端会输出0.25 V的低电势，当A端电势低于0.8 V时，Y端会输 出3.4 V的高电势．
图6-3-5
11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/162022/1/16January 16, 2022 14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/162022/1/162022/1/161/16/2022 18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/162022/1/16
图 6-3-10
解析 设计的控制电路如图所示．
此方案中滑动变阻器的作用：主要是通过调节满足对热敏电阻 的要求． 答案 见解析
4.某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转 换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为 k)，如图 6-3-11 所示．测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的 输出电压为零；然后在其受压面上放一物体，即可测得与物体 的质量成正比的输出电压 U.
1．理解光控开关，温度报警器的工作原理． 2．理解光控开关，温度报警器的灵敏度调节原理． 3．会用传感器制作简单的自动控制设备．
【实验目的】 1．了解光控开关和温度报警器的工作原理． 2．练习用传感器制作自动控制设备． 【实验原理】 1．斯密特触发器：当输入端电压上升到某一值(1.6 V)时，输 出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降 到某一值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)．
报警温度调节 要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值， R1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．
斯密特触发器的应用 【典例1】 如图6-3-4所示的光控电路，用发光二极管LED模仿路 灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 Ω.白天，光 的强度较大，光敏电阻RG的电阻值较________，加在斯密特触发器 A端的电压较________，则输出端Y输出高电平，发光二极管 LED________；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值， 斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从 高电平跳到低电平，则发光二极管LED________发光(相当于路灯亮 了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．
图6-3-4
【变式1】 温度报警器电路如图6-3-5所示，常温下，调整 ________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RT阻值________，斯密特触发器的输入 端A电势________，当达到某一值(高电平)时，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．R1的阻值 不同，则报警温度不同．
单击此处进入 活页限时训练 Nhomakorabea斯密特触发器的应用 1.火警报警器：如图 6-3-8 是一个火警报警装置的逻辑电路 图．RT 是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很 小，R 是一个阻值较小的分压电阻．
图6-3-8
2．如图 6-3-9 所示为低压控制电路操纵路灯工作的电路，试分 析其工作原理．
图 6-3-9
自动控制电路的设计 3．一热敏电阻阻值随温度变化图象如图 6-3-10 甲所示，请应 用这一热敏电阻自行设计一控制电路，当温度高于某一值后红 色指示灯亮，而温度低于这一值时绿色指示灯亮．
图6-3-2
二、温度报警器电路分析 电路组成斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，滑动变阻
器，连接如图6-3-3所示．
图6-3-3
工作原理 常温下，调整R1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RT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，R1的阻值不同，则报警温度不同．
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自动控制电路的设计 【典例2】 光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就 可用于街道路灯的自动控制开关，如图6-3-6所示为模拟电路， 其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路 灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄，日落灯亮的效果．
图6-3-6
解析 电路连接如图所示．当天亮时，光线照射光敏电阻A，其 阻值迅速减小，控制回路电流增大，电磁继电器B工作，吸住衔 铁使触点断开，路灯熄灭，当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻A 的阻值增大．控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通， 路灯点亮．
答案 见解析
【变式 2】 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 6-3-7 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，画出电路图并说明工作过程．
图 6-3-7 思路点拨 热敏电阻 R1 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 过电磁继电器的电流不能使它工作，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．
图6-3-11
(2)简要说明测量步骤，求出比例系数 k，并测出待测物体的质 量 m. (3)请设想实验中可能会出现的一些问题． 解析 (1)设计的电路如图所示． (2)测量步骤与结果： ①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零． ②将砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压 U0. 由 U0＝km0，得 k＝mU00