高中物理必備知識(shí)點(diǎn)：傳感器的應(yīng)用實(shí)例總結(jié)

1、高中物理必備知識(shí)點(diǎn)：傳感器的應(yīng)用實(shí)例總結(jié) 實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法。 教學(xué)工具 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的有關(guān)器材、元器件等，由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一準(zhǔn)備 教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 師：隨著人們生活水平的提高，傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如走廊里的聲、光控開(kāi)關(guān)、溫度報(bào)警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動(dòng)控制、銀行門(mén)口的自動(dòng)門(mén)等，都用到了傳感器傳感器的工作離不開(kāi)電子電路，傳感器只是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，對(duì)電學(xué)量的放大，處理均是通過(guò)電子元件組成的電路來(lái)完成的 這節(jié)課我們就來(lái)動(dòng)手組裝光控開(kāi)關(guān)或溫度報(bào)警器。 （二）進(jìn)行新課 實(shí)驗(yàn)1、光控開(kāi)關(guān) 1實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)準(zhǔn)備 師：（投影）如圖所示光控電路，用發(fā)光二極管led模仿

2、路燈，rg為光敏電阻，r1的最大電阻為51 k，r2為 330 k，試分析其工作原理 生：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻rg電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器a端的電壓較低，則輸出端y輸出高電平，發(fā)光二極管led不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，rg的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端 a的電壓上升到某個(gè)值（1.6v），輸出端y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管led導(dǎo)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 師：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？ 生：應(yīng)該把r1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端a電壓達(dá)到某個(gè)值（如1.6v，就

3、需要rg的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。 師：用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？ 生：由于集成電路允許通過(guò)的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來(lái)啟閉工與e接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈a中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵b在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)d與e分離，自動(dòng)切斷工作電路 師：試說(shuō)明控制電路的工作原理。 生：天較亮?xí)r，光敏電阻rg阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端a電勢(shì)較低，則輸出端y輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電阻rg電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端a電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端y由高電平突然跳到低電平，有電流通過(guò)線圈a，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自

4、動(dòng)開(kāi)啟；天明后，rg阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端a電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端 y突然由低電平跳到高電平，則線圈a不再有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，路燈熄滅 生：分組實(shí)驗(yàn)。 師：巡回指導(dǎo)，了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 2溫度報(bào)警器 師：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，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器來(lái)做成火災(zāi)報(bào)警器呢？ 師：（投影）溫度報(bào)警器的工作電路，如圖所示。試分析其工作原理。 生：常溫下，調(diào)整r1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端a處于低電平，則

5、輸出端y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rt阻值減小，斯密特 觸發(fā)器輸入端a電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，rl的阻值不同，則報(bào)警溫度不同 師：怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？ 生：要使熱l 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題： （四）實(shí)例探究 電磁繼電器與自動(dòng)控制 【例1】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)斷電，畫(huà)出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程 傳感器的應(yīng)用實(shí)例 溫度報(bào)警器 光控

6、開(kāi)關(guān) 分析：熱敏電阻r1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路 答案：（1）電路圖如圖所示 （2）工作過(guò)程：閉合s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，k接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，k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)前述過(guò)程 點(diǎn)評(píng)：該電路可以用于恒溫箱、自動(dòng)孵化器等，電路設(shè)計(jì)是高中電學(xué)應(yīng)了解的內(nèi)容，對(duì)于培養(yǎng)能力、理論聯(lián)系實(shí)際將起到推動(dòng)作用，也是高考的趨向 課余作業(yè) 1、課下閱讀教材附錄，l 3提示：參考本節(jié)例1設(shè)計(jì) 4略 資料袋 常用的傳感器 常用傳感器是利用某些物理、化學(xué)或生物效應(yīng)進(jìn)行工作的根據(jù)檢測(cè)量的不同，可將傳感器分為物理型、化學(xué)型和生物型三類 物理型傳感器是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如電阻、電壓、電容、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等）發(fā)生明顯變化的特性制成的，如光電傳感器、力學(xué)傳感器等 化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的敏感元件制成的 生物傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器，生物或生物物質(zhì)主要是指各種酶、微生物、抗體等，分別對(duì)應(yīng)酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、免疫傳感器等?生物傳感器最典型的應(yīng)用是在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，醫(yī)院