利用传感器制作简单的自动控制装置_课件
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4-3 利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教版(2019)新教材高中物理选择性必修第二册课件
A．二极管两极接反 C．R1阻值太小
B．R1与RG位置颠倒 D．灯泡被断路
解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负 向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与RG位置颠 倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发 光，B项正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发 光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确．
第四章
传感器
3 利用传感器制作简单的自动控制装置
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．光控开关 主要元件是 光敏电阻 ，它是用来控制路灯自动点亮、熄
灭的自动控制装置．
2．温度报警器 温度报警器电路，如图所示．
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．
时，输出端Y突然由低电平跳到高电平，这时线圈J不再有电流 通过，则继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．(Ja为继 电器线圈的常开触点)
1.斯密特触发器,斯密特触发器又称斯密特非门，是具有滞 后特性的数字传输门.斯密特触发器具有以下两个特点：
1具有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值 电压；
1．光控开关的电路图 光控开关的电路图如图所示．
2．工作原理 (1)如上图甲所示光控电路，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，其工作原 理如下： 在白天，光照强度较大，光敏电阻RG的阻值较小，加在斯 密特触发器A端的电势较低，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，RG的阻值增大到一定 值，斯密特触发器输入端A的电势上升到某个值(1.6 V)，输出 端Y会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．
实验 利用传感器设计并制作简单的自动控制装置(可编辑ppt)
考点突破 栏目索引
考点突破 栏目索引
解析 本题考查替代法测电阻、绘图能力及电阻箱的读数等。 (1)滑动变阻器是限流式接法,S1闭合前,滑片应置于使滑动变阻器连入 电路的阻值最大的位置,即b端。 (2)由题给数据描完点后,观察这些点的分布规律,应画一条平滑曲线,让 尽可能多的点落在线上,不在线上的点要均匀分布在线的两侧。 (3)由R2-t图线知,当t=44.0 ℃时,RT=450 Ω。 (4)电阻箱的读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1)Ω=620.0 Ω,由R2-t图像知, 当R2=620.0 Ω时,t=33.0 ℃。
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
考点突破 栏目索引
(2)电路中应选用滑动变阻器
(填“R1”或“R2”)。
考点突破 栏目索引
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值
为
Ω;滑动变阻器的滑片应置于
(填“a”或“b”)端
附近,不能置于另一端的原因是
考点突破 栏目索引
解析 (1)见答案。
(2)由R= UIc = 1011803 Ω=1 800 Ω可知,滑动变阻器应选R2。
(3)①电阻箱的电阻值应调为热敏电阻在60 ℃时的阻值,即650.0 Ω。滑 动变阻器的滑片应置于b端,使开关接通后回路中电流最小,以保护报警 器,即防止因过载而损坏报警器。 ②应将开关向c端闭合,然后对系统进行调节。
基础过关 栏目索引
次数待测量
1
2
3
4
5
6
温度/℃
电阻/Ω
②在如图所示的坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
《用传感器制作自控装置》课件2
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
单
YJ ·物理
选修3-2
教 学 教 法 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
பைடு நூலகம்
单
YJ ·物理
选修3-2
教 学 教 法 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
单
YJ ·物理
选修3-2
教 学 教 法 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
应用光敏电阻制作光控自动照明 灯电路
基本知识 (1)实验目的 了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器制作 自动控制装置． (2)实验器材
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
单
YJ ·物理
选修3-2
教 学 教 法 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
(5)实验步骤 ①将多用电表旋钮拨至 R×1 k 挡，调零后，测量电阻 R 的阻值，检查 R 是否符合要求． ②将多用电表旋钮拨至 R×1 k 挡，调零后，用两表笔分 别接二极管两极，然后将两表笔位置对调．若两次测量结果 一次较小，一次很大，则二极管性能良好．
课 时 作 业
菜
单
YJ ·物理
选修3-2
教 学 教 法 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
●课标解读 1．了解晶闸管、二极管的特点，利用传感器制作简单的 自动控制装置． 2．通过利用传感器制作简单的自动控制装置，培养动手 能力和解决问题的能力． 3．鼓励学生在课堂上利用磁传感器测量、研究磁场，加 深对磁场的认识． 4．体验探索自然规律的艰辛和成功的喜悦，体会在探究 活动中与他人合作的团队精神的重要性．
物理高考复习实验十六 利用传感器制作简单的自动控制装置PPT课件
图2
过好双基关
研透命题点
过好双基关
创新设计
5.实验结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而_减__小___，随温度的降低而_增__大___。
6.注意事项 实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相 同，并同时读出水温。
过好双基关
研透命题点
过好双基关
创新设计
二、光敏电阻的特性
1.实验原理
电流表(量程250 mA，内阻约0.1 Ω)；
电压表(量程50 V，内阻约1 MΩ)；
热敏电阻RT； 报警器(内阻很小，流过的电流超过10 mA时就会报警，超过30 mA时就会损伤)；
滑动变阻器R1(最大阻值4 000 Ω)； 电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)； 单刀单掷开关S1； 单刀双掷开关S2； 导线若干。
电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始
报警时环境温度为50 ℃，则图中________(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻， 另一固定电阻的阻值应为________kΩ(保留2位有效数字)。
过好双基关
研透命题点
研透命题点
创新设计
解析 (1)由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小
过好双基关
研透命题点
研透命题点
创新设计
(1)用图5a所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27 ℃时，电压表读数为 30.0 V，电流表读数为15.0 mA；当温度为50 ℃时，调节R1，使电压表读数仍为 30.0 V，电流表指针位置如图b所示。 温度为50 ℃时，热敏电阻的阻值为________ Ω。从实验原理上看，该方法测得 的阻值比真实值略微________(填“偏大”或“偏小”)。如果热敏电阻阻值随温
【课件】利用传感器制作简单的自动控制装置(课件)
PART 04
误差分析及讨论
问题讨论及误差分析
问题：根据光控开关工作原理,请查阅资料，粗略总结光控开关的优 缺点。
光控开关优点是精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强。光控开 关广泛使用在速度检测、孔洞识别、自动门传感、冲床和剪切机安全防 护等诸多领域。光控开关的缺点:因为光控开关是通过光信号来检测的， 所以在灰尘较多或水、油、化学品直接飞溅的场合,有强光干扰的等环境 不建议使用。
实验二：光控开关 实验结论：_光__比__较_强__时__，__继__电_器__处__于__常__开_状__态__，__小__灯_泡__L_不__亮__;_反___ _之__，__继_电__器__处__于__闭_合__状__态__，__小_灯__泡__L_亮_________________________.
实验原理
实验二：光控开关 ➢ 实验电路如图所示。 ➢ 为了能够驱动更大功率的负载，如采用小灯泡 模仿路灯，就要使用继电器来启、闭另外的供电 电路，如图所示中K为继电器的线圈，S为它的常 开触点。为了防止继电器释放衔铁时线圈中的自 感电动势损坏三极管，必须给线圈并联一只二极 管D，以提供自感电流释放的通路。实验中具体选取的元件参数可 参考表。
实验原理
实验一：门窗防盗报警装置 ➢ 报警电路的一种设计如图所示。采用干簧
管作为传感器，继电器（虚线方框部分） 作为执行装置。发光二极管LED作为电路正 常工作提示。R为发光二极管的限流电阻， 起保护作用。蜂鸣器H作为报警提醒。实验 中具体选取的元件参数可参考表。
实验原理
实验一：门窗防盗报警装置
高中物理实验专辑
利用传感器制作 简单的自动控制装置
01
目录
02 03
04 C O N T E N T S
2020版高考物理复习：实验利用传感器制作简单的自动控制装置(共36张PPT) PPT 课件
9
UH=RH������������������ 为式霍中尔的电比动例势系。数如R果H称KH为=���霍��������������� 尔,称系为数霍,I为尔控元制件电的流灵,敏d为度薄,则片上厚式度可,U写H 为UH=KHIB。可见,霍尔元件的输出电压正比于控制电流I和磁感 应强度B。
(3)霍尔效应的应用 霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如用霍尔 效用以确定一种半导体材料是电子型还是空穴型。半导体内载流 子的浓度受温度、杂质以及其他因素的影响很大,因此霍尔效应为 研究半导体载流子浓度的变化提供了重要的方法。
18
命题点一 命题点二
答案 见解析 解析 本题是传感器的应用问题,考查实验与探究能力,完成简单的 实验设计。力电转换器虽然是一个全新的仪器,但它与其他所有的 测量仪器一样,要有一个“调零”的过程。仔细审题,题目中有很多重 要的暗示,挖掘这些信息即是我们解决问题的关键。“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0;而后在其受压面 上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换 器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”,所以输出电压 U=kmg。题目要求“力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调 节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式,有了 设计电路才可以进行测量步骤。
②用电阻箱替代热敏电阻进行调试,应将开关向c端闭合,开关闭合
后要减小电路中的电阻直至报警器报警。
16
命题点一 命题点二
涉及传感器实验问题的解题方法 1.明确实验目的。 2.了解各类传感器的工作过程,探究敏感元件的特性。掌握传感器 的简单使用。 3.理解传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便 于测量的量(一般是电学量)。 4.知道其工作过程。
UH=RH������������������ 为式霍中尔的电比动例势系。数如R果H称KH为=���霍��������������� 尔,称系为数霍,I为尔控元制件电的流灵,敏d为度薄,则片上厚式度可,U写H 为UH=KHIB。可见,霍尔元件的输出电压正比于控制电流I和磁感 应强度B。
(3)霍尔效应的应用 霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如用霍尔 效用以确定一种半导体材料是电子型还是空穴型。半导体内载流 子的浓度受温度、杂质以及其他因素的影响很大,因此霍尔效应为 研究半导体载流子浓度的变化提供了重要的方法。
18
命题点一 命题点二
答案 见解析 解析 本题是传感器的应用问题,考查实验与探究能力,完成简单的 实验设计。力电转换器虽然是一个全新的仪器,但它与其他所有的 测量仪器一样,要有一个“调零”的过程。仔细审题,题目中有很多重 要的暗示,挖掘这些信息即是我们解决问题的关键。“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0;而后在其受压面 上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换 器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”,所以输出电压 U=kmg。题目要求“力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调 节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式,有了 设计电路才可以进行测量步骤。
②用电阻箱替代热敏电阻进行调试,应将开关向c端闭合,开关闭合
后要减小电路中的电阻直至报警器报警。
16
命题点一 命题点二
涉及传感器实验问题的解题方法 1.明确实验目的。 2.了解各类传感器的工作过程,探究敏感元件的特性。掌握传感器 的简单使用。 3.理解传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便 于测量的量(一般是电学量)。 4.知道其工作过程。
利用传感器制作简单的自动控制装置—人教版高中物理选择性必修第二册课件
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
A．二极管两极接反 C．R1阻值太小
B．R1与RG位置颠倒 D．灯泡被断路
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负 向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与RG位置颠 倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发 光，B项正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发 光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确．
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
总结提能 对于有关传感器应用的实验电路问题，解答时 应先弄清楚电路中所用传感器的类型及其工作原理，然后根据 电路特点进行分析．
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
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2．工作原理 常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器的输入端A为低电 平，则输出端Y处于高电平，无电流通过峰鸣器，蜂鸣器不发 声；当温度升高时，热敏电阻RT的阻值减小，斯密特触发器输 入端A处电势升高，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． 说明：R1的阻值不同，则报警温度不同．
考点一 光控开关
1．光控开关的电路图 光控开关的电路图如图所示．
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
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用传感器制作自控装置-课件
知识点3 应用光敏电阻制作光控自动照明电路 如图 3－3－1 所示，白天，光强度较大，光敏电阻的电阻 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
图 3－3－1
一定程度时，RG 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( 1.6 V)，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．
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/42021/3/4Marc h 4, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/42021/3/42021/3/42021/3/4
图 3－3－3 (1)分析电饭煲的工作原理； (2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之 比； (3)简要回答，如果不闭合开关 S1，能将饭煮熟吗？
解析：电饭煲盛上食物后，接上电源，S2 自动闭合，同时 手动闭合 S1.这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加 热到 80 ℃时，S2 自动断开，S1 仍闭合；水烧干后，温度升高到 103 ℃时，开关 S1 自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲 处于保温状态．由于散热，待温度降至 70 ℃时，S2 自动闭合， 电饭煲重新加热，温度达到 80 ℃时，S2 又自动断开，再次处于 保温状态．
A．压敏性
B．光敏性
C．热敏性
D．三种特性都利用
题型1 温度传感器的应用 【例题】图 3－3－3 是电饭煲的电路图，S1 是一个控温开 关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动 断开．S2 是一个自动控温开关，当温度低于 70 ℃时，会自动闭 合；温度高于 80 ℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯， 黄灯是保温时的指示灯．分流电阻 R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝 R3＝50 Ω，两灯电阻不计．
新教材高中物理精品课件 实验十六 利用传感器制作简单的自动控制装置
滑动变阻器R1(最大阻值4 000 Ω)； 电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)； 单刀单掷开关S1； 单刀双掷开关S2； 导线若干。 (1)用图8a所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27 ℃时，电压表读数为 30.0 V，电流表读数为15.0 mA；当温度为50 ℃时，调节R1，使电压表读数仍为 30.0 V，电流表指针位置如图b所示。
d、霍尔系数 k 为定值，如果保持电流 I 恒定，则霍尔电压 UH 就与磁感应强 度 B 成正比(UH＝kIdB)
压敏 将压力这个力学量转换为 压敏电阻的阻值随力的变化而变化
电阻 电阻这个电学量
实验1 门窗防盗报警装置
(1)电路如图1所示。
(2)实验操作
①连接电路前，要先判断干簧管是否正常工作。
用磁体直接靠近干簧管，观察簧片的动作。
17.00 114.0
回答下列问题： (1) 光 敏 电 阻 阻 值 RG 与 电 压 表 示 数 U 的 关 系 式 为 RG ＝ __________(用E、r、R、U表示)； (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点， 并作出U－d的非线性曲线；
(3)依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减
232k3Ωk＋Ω R＝23 VV，解得 R＝11.5 kΩ，故 B 错误；R 接入电路的阻值不变时，照度越大， 光敏电阻阻值变小，分压变小，故 C 错误；若要在光照更暗，光敏电阻更大时启动照 明系统，根据串联电路特点可知，应将 R 接入电路的阻值调大，故 D 正确。
1.一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否 则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光 照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控 制，R1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电 流为3 mA；电源E的电动势为36 V，内阻不计；另有一个滑动变阻器R2， 阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；还有一个开关S和导线若 干。臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图7所示。 设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻 器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在虚线框内)。
实验十二 利用传感器制作简单的自动控制装置 课件
1．在做研究热敏电阻的特性实验时，加入水后要等一会儿再测其阻 值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温和电阻值。
2．研究光敏电阻的特性实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分 电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强 度。
3．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。
考点细研 悟法培优
可得此时滑动变阻器连入电路的阻值为 R1＝EI －RT＝3000 Ω。
解析
考点2 光敏电阻的应用
例2 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光 控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化 的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏 电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
4．将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记 录。
1．根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻
的特性。
待测量
次数 123456
温度(℃)
电阻(Ω)
2．在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化
的图线，如图所示。
3．根据实验数据和 R－t 图线，得出结论：热敏电阻
(3)由以上分析可知，若使恒温箱内的温度保持在更高的数值，则 I＝20 mA 时 R 变小，R0 不变，故可变电阻 R′的值应增大，从而实现目标。
尝试解答
[变式1] (2021·八省联考湖北卷)由半导体材料制成的热敏电阻阻值是 温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求 热敏电阻温度升高至50 ℃时，系统开始自动报警。所用器材有：
的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
1．将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器等按如图所示电路连 接好，其中多用电表置于“欧姆”挡。
《用传感器制作自控装置》课件1
栏 目 链 接
►练习 1．传感器是将所感受到的电学量转换成便于测量的电学 量的一类元件，下列对一些传感器的说法正确的是( A．红外线探测仪是将电信号转变成光信号 B．电视机遥控接受器是将光信号转变成电信号 C．温度自动测量仪是将光信号转变成电信号 D．楼道中安装有声控开关是将电信号转变成声音信号 )
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A．若往 Rt 上擦一些酒精，表针将向左移动 B．若往 Rt 上擦一些酒精，表针将向右移动 C．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向左移动 D．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向右移动
解析：若往 Rt 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻 Rt 温度降低，电阻值增大，所以电流减少，指针应向左偏；用吹 风机将热风吹向电阻， 电阻 Rt 温度升高， 电阻值减小， 电流增大， 指针向右偏． 答案：AD
传感器的分类
1．力电传感器． 3．光电传感器． 5．电容式传感器． 7．超声波传感器． „„
2．热电传感器． 4．声电传感器． 6．磁电传感器． 8．气敏传感器．
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►练习 2．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置 采用的传感器是( A．温度传感器 C．生物传感器 ) B．压力传感器 D．红外线传感器
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(2)工业． 位移传感器：数控机床； 各种传感器的综合应用： 机器人、 自动化生产线等． (3)航空、航天． 生理传感器：测量血压、心电图、体温等； 各种传感器的综合应用：航天器的遥控、飞船的发 射、运行、接收、数据的处理等．
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(双选)如下图所示，将多用表的选择开关置于欧姆挡，再 将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 Rt(负温度系数热敏电阻 是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)的两端相连， 这时表针恰好 指在刻度盘正中间，则下列描述正确的是( )
►练习 1．传感器是将所感受到的电学量转换成便于测量的电学 量的一类元件，下列对一些传感器的说法正确的是( A．红外线探测仪是将电信号转变成光信号 B．电视机遥控接受器是将光信号转变成电信号 C．温度自动测量仪是将光信号转变成电信号 D．楼道中安装有声控开关是将电信号转变成声音信号 )
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A．若往 Rt 上擦一些酒精，表针将向左移动 B．若往 Rt 上擦一些酒精，表针将向右移动 C．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向左移动 D．若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向右移动
解析：若往 Rt 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻 Rt 温度降低，电阻值增大，所以电流减少，指针应向左偏；用吹 风机将热风吹向电阻， 电阻 Rt 温度升高， 电阻值减小， 电流增大， 指针向右偏． 答案：AD
传感器的分类
1．力电传感器． 3．光电传感器． 5．电容式传感器． 7．超声波传感器． „„
2．热电传感器． 4．声电传感器． 6．磁电传感器． 8．气敏传感器．
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►练习 2．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置 采用的传感器是( A．温度传感器 C．生物传感器 ) B．压力传感器 D．红外线传感器
栏 目 链 接
(2)工业． 位移传感器：数控机床； 各种传感器的综合应用： 机器人、 自动化生产线等． (3)航空、航天． 生理传感器：测量血压、心电图、体温等； 各种传感器的综合应用：航天器的遥控、飞船的发 射、运行、接收、数据的处理等．
栏 目 链 接
(双选)如下图所示，将多用表的选择开关置于欧姆挡，再 将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 Rt(负温度系数热敏电阻 是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)的两端相连， 这时表针恰好 指在刻度盘正中间，则下列描述正确的是( )
2020版高考物理复习课件：实验利用传感器制作简单的自动控制装置(共36张PPT)
对应演练
-4-
这三种热敏材料的温度特性曲线如图所示,由图可知,PTC和CTC 型热敏电阻在一定温度范围内,阻值随温度而剧烈变化,因此常用 作开关元件,在温度测量中使用最多的是NTC型热敏电阻。 1.温度传感器的应用——电熨斗 (1)构造:如图所示。
对应演练
-5-
(2)原理 常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受 热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向 下弯曲,使触点分离,从而断开电源,停止加热。温度降低后,该金属 片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度 的作用。
对应演练 命题点一 命题点二
-15-
答案:(1)连线如图所示。
(2)R2 (3)①650.0 b 接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警 器可能损坏 ②c 报警器开始报警
对应演练 命题点一 命题点二
-16-
解析:(1)先用电阻箱替代热敏电阻,连接成闭合回路进行调试。电 路图连接如答案所示。 ������ (2)当电路中电流Ic=10 mA时,根据闭合电路欧姆定律有Ic= ������总 ,解 得R总=1 800 Ω ,此时热敏电阻的阻值为650 Ω ,则滑动变阻器的阻 值为1 150 Ω ,所以滑动变阻器选R2。 (3)①当热敏电阻阻值小于650 Ω 时,报警器就会报警,用电阻箱替代 热敏电阻进行调节,应把电阻箱的阻值调到650 Ω 。若接通电源后 电路中的电流过大(超过20 mA),报警器就会损坏,电流越小越安全, 所以为了电路安全,闭合开关前滑片应置于b端。 ②用电阻箱替代热敏电阻进行调试,应将开关向c端闭合,开关闭合 后要减小电路中的电阻直至报警器报警。
甲
乙
对应演练
-23-
利用传感器制作简单的自动控制装置 课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
练习
7. 半导体薄膜压力传感器是一种易于网购、价格不贵的电学元件。它的工作原理是半导体材料的“压 阻效应”（压阻效应是指当半导体材料沿某一方向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象）。当 压力增大时，传感器的电阻会减小。利用它可以制作苹果自动分拣装置，下图是苹果自动分拣装置的 示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。试简述其原理。
练习
6. 某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑 块 2 可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧 3 拉着；R 为滑动变阻器，4 是滑动片，它与电阻器任 一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个 装置就是一个加速度传感器。两个电池 E 的电压相同。 按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央， 当 P 端的电势高于 Q 端时，指针向零点右侧偏转。 将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的 加速度 a 时，电压表的指针将向哪个方向偏转？简述 你分析的过程。
§5.3 利用传感器制作简单 的自动控制装置
ห้องสมุดไป่ตู้
一、门窗防盗报警装置
门窗防盗报警装置具有自动提示报警的功能。在睡觉前连接好电路，启动防盗报 警装置。当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出 声音警报，指示灯灭。
一、门窗防盗报警装置
一、门窗防盗报警装置
门窗防盗报警装置具有自动提示报警的功能。在睡觉前连接好电路，启动防盗报 警装置。当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出 声音警报，指示灯灭。
二、光控开关
三极管： 晶体三极管是半导体基本元件之一，具有电流
放大作用，在控制电路中常用作电子开关。三极管 由三个电极组成，分别是发射极 e，基极 b 和集电 极 c，有 NPN 型和 PNP 型两种。
广西专版新教材高中物理第5章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置课件新人教版选择性必修第二册
阻或对热敏电阻加热,检查工作电路的接通和断开是否符合
实际要求。
学以致用
某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电
路。
(1)下图中左侧为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯
的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、
C、D为四个接线柱。工作时,应将
(选填“A、B”或
阻,再进行观察。
实验热点•探究突破
热点1 电磁继电器工作原理与应用
典例剖析
继电器的原理图如图所示,当在接线柱2、3间接入电源时,电
磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触,从而达到控制电路的目的。
接线柱
与接有电源的负温度系数的热敏电阻串接,
接线柱
与外电路串接,即可在温度过高时切断外电
路,实现对外电路的自动控制。
相连,指示灯
的接线柱D应与接线柱
相连(以上两空选填“A”或
“B”)。
(3)图甲中线圈下端P的磁极是
(选填“N”或“S”)极。
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警。
答案:(1)70 减小 增大
(2)B A
(3)S
(4)环境温度大于等于80 ℃时,警铃报警。
解析:(1)分析题图乙可知,热敏电阻40 ℃对应的阻值为70 Ω。
所以R1是光敏电阻。
(2)根据题述分析可知,A处与继电器相连,路灯与火线、零线
相连接,开关应接在火线上,画导线时要避免交叉,电路图如答
案图所示。
学以致用
工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会
把手压在里面,造成工伤事故。工厂中大都是利用光电控制
设备来避免事故发生的。
下图为光控继电器的示意图,它由电源、光电管(当有光照射
实际要求。
学以致用
某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电
路。
(1)下图中左侧为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯
的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、
C、D为四个接线柱。工作时,应将
(选填“A、B”或
阻,再进行观察。
实验热点•探究突破
热点1 电磁继电器工作原理与应用
典例剖析
继电器的原理图如图所示,当在接线柱2、3间接入电源时,电
磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触,从而达到控制电路的目的。
接线柱
与接有电源的负温度系数的热敏电阻串接,
接线柱
与外电路串接,即可在温度过高时切断外电
路,实现对外电路的自动控制。
相连,指示灯
的接线柱D应与接线柱
相连(以上两空选填“A”或
“B”)。
(3)图甲中线圈下端P的磁极是
(选填“N”或“S”)极。
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警。
答案:(1)70 减小 增大
(2)B A
(3)S
(4)环境温度大于等于80 ℃时,警铃报警。
解析:(1)分析题图乙可知,热敏电阻40 ℃对应的阻值为70 Ω。
所以R1是光敏电阻。
(2)根据题述分析可知,A处与继电器相连,路灯与火线、零线
相连接,开关应接在火线上,画导线时要避免交叉,电路图如答
案图所示。
学以致用
工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会
把手压在里面,造成工伤事故。工厂中大都是利用光电控制
设备来避免事故发生的。
下图为光控继电器的示意图,它由电源、光电管(当有光照射
第五章3利用传感器制作简单的自动控制装置
第五章3利用传感器制作简单的自动控制装置传感器是构成自动控制系统的必要环节。
如果没有传感器对原始信息进行准确、可靠地捕捉和转换，那么一切控制将无法实现。
本节提供了两个利用传感器实现简单自动控制的实验，同学们可以根据兴趣和器材条件从中选择一个。
只有自己动手进行组装和调试，才会对传感器的作用有更深切的体会。
实验1门窗防盗报警装置门窗防盗报警装置具有自动提示报警的功能。
在睡觉前连接好电路,启动防盗报警装置。
当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
怎样才能实现上述功能呢？利用干簧管在磁场中的特性是不错的选择。
图53-1是一个简单的门窗磁控防盗报警装置示意图。
门的上沿嵌入一小块永磁体M,门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA,并将干簧管接入报警电路。
干簧管可将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。
实验器材和装置图5.3-2是可实现上述功能的简易报警电路，采用干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。
继电器（虚线方框部分）作为执行装置。
发光二极管1.ED作为电路正常工作提示。
发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性，而且在导电时还能发光，有红、绿、黄等多种颜色（图5.3-3）。
它小巧、省电，因此许多家用电器上都用它作指示灯。
R为发光二极管的限流电阻，起保护作用。
蜂鸣器H作为报警提醒。
实验中具体选取的元件参数可参考表Io图5.3-3发光二极管电路工作原理闭合电路开关S,系统处于防盗状态。
当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA,干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K,使继电器工作。
继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管1.ED发光，显示电路处于正常工作状态。
当门窗开启时;磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。
继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关。
实验操作（1）连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。
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发光二极管的电路图形符 号
三极管
三极管具有电流放大作用
晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分 别是发射机e，基极b和集电极c 传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十 倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电 极c的电流起了控制作用
逻辑集成电路 实用的逻辑电路是由若干个三极管和电阻组成的，它们常常 制作在很小的硅片上，封装后留出引脚，这就是集成电路块 。
光控设备
控制电路的工作原理
光控开关的反思
要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还 是调小些？为什么？
光控开关的反思 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。
温度报警器的工作原理
温度报警器的工作原理 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
精品 课件
高中物理选择性必修2 第五章 传感器
利用传感器制作简单的自动控制装置
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标 让学生练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计 的感性认识
识别各种晶体管、逻辑集成电路块、集成电路实验板， 知道各种元器件的性能和引脚关系 了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关
了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器
教学重点 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 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
本节课我们通过实验来进一步深刻体会传感器的作用
二极管 二极管具有单向导电性 发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通 发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接 将电能转化成光能，该类发光二极管的正向导通电压大于 1.8V
例题
例题
问题与练习
当水烧开时，双金属片A因温度升高，弯 曲程度加大而与触点b分离，则继电器触点 a断开，就停止对水的加热了。水温下降到 某一值（例如水温低于约10°C）时，A与b 又接通，再度给水加热，在任何温度（例 如水温只比沸点低2°C）时，只要接通开 关S，就能使继电器触点a吸合，立即对水 加热。
例题
斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。 而这正是进行光控所需要的。
光控开关 目的：使路灯天明熄灭，天暗自动开启
非门
光控设备
光控继电器的工作原理是: 当照射光敏电阻时, 光敏电阻的阻值变小 被控电路接通
光控设备
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。
集成电路实验板 集成电路实验板使用插接的方式组装电路，可以灵活地组装 成不同的电路。
集成电路实验板的上面
集成电路实验板的下面
斯密特触发器
斯密特触发器是特殊的非门电路 当加在它的输入端A的电压逐渐上升到 某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电 平调到低电平0.25V， 而当输入端A的电压下降到另一个值 的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电 平3.4V。
问题与练习
请你设计一个电热水器的控制方案。要求水烧开时自动断电 ，而在水温低于沸点约10°C时又自动加热。同时还要有手动 开关，必要时可以在任何温度下立即加热。
问题与练习
A为双金属片，一端固定在金属杆上，另 一端固定与金属杆b构成一对触电。将它 密封在玻璃罩B内，称为温度传感器，浸 入热水器C的水中，J为电磁继电器的线圈 ，a为该继电器的常开触点，R为大功率电 热元件，常温下，双金属片A与触点b接 触，继电器触点a吸合，电热元件通电发 热。
问题与练习
如图是一个简单的磁控防盗报警装置。门的上沿嵌入一小块永 磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管 接入图示的电路。睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，蜂鸣器 就会叫起来。请说明它的工作原理。
问题与练习
门关闭时，干簧管内两个簧片被磁化而吸合， 使触发器（非门）的输入端为低电平，则其输 出端为高电平，与电源的电压很接近。于是蜂 鸣器两端的电压很小，不会发声。若盗贼将门 打开，永磁体就远离干簧管，因而两个簧片分 离，使触发器（非门）的输入端跳变为高电平 ，则其输出端变为低电平。于是蜂鸣器两端达 到了工作电压，就发出叫声报警。
逻辑电路中最基本、最简单的是门电路
集成电路实验板
集成电路实验板使用插接的方式组装电路，可以灵活地组装 成不同的电路。
集成电路实验板的上面
集成电路实验板的下面
主体由乳白色的塑料制成，正面有很多小孔，排成整体的行列 每个小孔中都有一对弹性的小铜片，元件的引脚插入时就与小铜片紧密接触； 每一对小铜片都与背面的窄铜条称为一体，将这组小孔连接起来
三极管
三极管具有电流放大作用
晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分 别是发射机e，基极b和集电极c 传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十 倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电 极c的电流起了控制作用
逻辑集成电路 实用的逻辑电路是由若干个三极管和电阻组成的，它们常常 制作在很小的硅片上，封装后留出引脚，这就是集成电路块 。
光控设备
控制电路的工作原理
光控开关的反思
要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还 是调小些？为什么？
光控开关的反思 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。
温度报警器的工作原理
温度报警器的工作原理 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
精品 课件
高中物理选择性必修2 第五章 传感器
利用传感器制作简单的自动控制装置
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标 让学生练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计 的感性认识
识别各种晶体管、逻辑集成电路块、集成电路实验板， 知道各种元器件的性能和引脚关系 了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关
了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器
教学重点 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 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
本节课我们通过实验来进一步深刻体会传感器的作用
二极管 二极管具有单向导电性 发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通 发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接 将电能转化成光能，该类发光二极管的正向导通电压大于 1.8V
例题
例题
问题与练习
当水烧开时，双金属片A因温度升高，弯 曲程度加大而与触点b分离，则继电器触点 a断开，就停止对水的加热了。水温下降到 某一值（例如水温低于约10°C）时，A与b 又接通，再度给水加热，在任何温度（例 如水温只比沸点低2°C）时，只要接通开 关S，就能使继电器触点a吸合，立即对水 加热。
例题
斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。 而这正是进行光控所需要的。
光控开关 目的：使路灯天明熄灭，天暗自动开启
非门
光控设备
光控继电器的工作原理是: 当照射光敏电阻时, 光敏电阻的阻值变小 被控电路接通
光控设备
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。
集成电路实验板 集成电路实验板使用插接的方式组装电路，可以灵活地组装 成不同的电路。
集成电路实验板的上面
集成电路实验板的下面
斯密特触发器
斯密特触发器是特殊的非门电路 当加在它的输入端A的电压逐渐上升到 某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电 平调到低电平0.25V， 而当输入端A的电压下降到另一个值 的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电 平3.4V。
问题与练习
请你设计一个电热水器的控制方案。要求水烧开时自动断电 ，而在水温低于沸点约10°C时又自动加热。同时还要有手动 开关，必要时可以在任何温度下立即加热。
问题与练习
A为双金属片，一端固定在金属杆上，另 一端固定与金属杆b构成一对触电。将它 密封在玻璃罩B内，称为温度传感器，浸 入热水器C的水中，J为电磁继电器的线圈 ，a为该继电器的常开触点，R为大功率电 热元件，常温下，双金属片A与触点b接 触，继电器触点a吸合，电热元件通电发 热。
问题与练习
如图是一个简单的磁控防盗报警装置。门的上沿嵌入一小块永 磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管 接入图示的电路。睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，蜂鸣器 就会叫起来。请说明它的工作原理。
问题与练习
门关闭时，干簧管内两个簧片被磁化而吸合， 使触发器（非门）的输入端为低电平，则其输 出端为高电平，与电源的电压很接近。于是蜂 鸣器两端的电压很小，不会发声。若盗贼将门 打开，永磁体就远离干簧管，因而两个簧片分 离，使触发器（非门）的输入端跳变为高电平 ，则其输出端变为低电平。于是蜂鸣器两端达 到了工作电压，就发出叫声报警。
逻辑电路中最基本、最简单的是门电路
集成电路实验板
集成电路实验板使用插接的方式组装电路，可以灵活地组装 成不同的电路。
集成电路实验板的上面
集成电路实验板的下面
主体由乳白色的塑料制成，正面有很多小孔，排成整体的行列 每个小孔中都有一对弹性的小铜片，元件的引脚插入时就与小铜片紧密接触； 每一对小铜片都与背面的窄铜条称为一体，将这组小孔连接起来