江西省吉安市永豐中學(xué)高二人教版物理選修3-2課件：《6.3傳感器的應(yīng)用實(shí)例》(共14張PPT)

1、第六章第六章 傳感器傳感器永豐中學(xué)物理組一、二極管的特點(diǎn)和作用一、二極管的特點(diǎn)和作用 1、二極管具有單向?qū)щ娦?2、發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8V。 第六章第六章 傳感器傳感器二、三極管的特點(diǎn)和作用1、三極管具有電流放大作用。 2、晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘?hào)放大，晶體三極管的三個(gè)極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個(gè)三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對(duì)集電極c的電流起了控制作用。 第六章第六章 傳感

2、器傳感器三、斯密特觸發(fā)器斯密特觸發(fā)器是特殊的非門電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值1.6V時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平0.25V，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候0.8V，Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào)。而這正是進(jìn)行光控所需要的。第六章第六章 傳感器傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1、光控開關(guān)、光控開關(guān)工作原理工作原理 白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極輸出高電平，發(fā)光二極管管LED不

3、導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電壓上升到某個(gè)值的電壓上升到某個(gè)值（1.6V），輸出端），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管管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)開啟的目的天明熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的 第六章第六章 傳感器傳感器思考與思考與討論討論1、要想在天更暗、要想在天更暗時(shí)時(shí)路燈才會(huì)亮，路燈才會(huì)亮，應(yīng)該應(yīng)該把把R1的阻的阻值調(diào)值調(diào)大大些些還還是是調(diào)調(diào)小

4、些？小些？為為什么？什么？應(yīng)該應(yīng)該把把R1的阻的阻值調(diào)值調(diào)大些，大些，這樣這樣要使斯密特觸要使斯密特觸發(fā)發(fā)器器的的輸輸入端入端A電壓電壓達(dá)到某個(gè)達(dá)到某個(gè)值值（如（如1.6V），就需要），就需要RG的阻的阻值值達(dá)到更大，即天色更暗。達(dá)到更大，即天色更暗。2、用白、用白熾熾燈模仿路燈，燈模仿路燈，為為何要用到何要用到繼電繼電器？器？由于集成由于集成電電路允路允許許通通過過的的電電流流較較小，要用白小，要用白熾熾燈燈泡模仿路燈，就要使用泡模仿路燈，就要使用繼電繼電器來啟器來啟閉閉工作工作電電路如下路如下圖圖所示。所示。 第六章第六章 傳感器傳感器電磁繼電器的工作原理電磁繼電器的工作原理 當(dāng)線圈當(dāng)線圈

5、 A中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)D向下與向下與E接觸，將工作接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與與E分離，分離，自動(dòng)切斷工作電路自動(dòng)切斷工作電路第六章第六章 傳感器傳感器控制電路的工作原理控制電路的工作原理 天較亮?xí)r，光敏電阻天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電電勢(shì)較低，則輸出端勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作

6、電路不輸出高電平，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由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動(dòng)開啟；天明后，使路燈自動(dòng)開啟；天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端端A電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端 Y突然由低電平跳到突然由低電平跳到高電平，則線圈高電平，則線圈A不再有

7、電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電不再有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，路燈熄滅路的電源，路燈熄滅第六章第六章 傳感器傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器工作原理工作原理 常溫下，調(diào)整常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電處于低電平，則輸出端平，則輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不處于高電平，無(wú)電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻發(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)阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端器輸入端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

8、低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，Rl的的阻值不同，則報(bào)警溫度不同阻值不同，則報(bào)警溫度不同 第六章第六章 傳感器傳感器怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？ 應(yīng)減小應(yīng)減小R1的阻值，的阻值，R1阻值越小，要使斯密特阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高要求越小，即溫度越高思考與思考與討論討論第六章第六章 傳感器傳感器【例1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、

9、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路要求器、開關(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，超過某一溫度時(shí)，溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說明工作過程又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說明工作過程熱敏電阻熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路 工作過程：閉合工作過程：閉合S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，使它工作，K接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)

10、值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開，斷開，電爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)電爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過程值，又重復(fù)前述過程第六章第六章 傳感器傳感器 例：現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼例：現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖電器、滑動(dòng)變阻器、開關(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，超過某某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說明工作過程明工作過程典例分析第六章第六章 傳感器傳感器（1 1）電路圖如圖所示：熱敏電阻）電路圖如圖所示：熱敏電阻R R1 1與滑動(dòng)變阻器及電與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路 （2 2）工作過程：閉合）工作過程：閉合S S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，K K接通電爐接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到