高二物理課程選修標(biāo)準(zhǔn)實驗傳感器應(yīng)用

1、高二物理課程選修標(biāo)準(zhǔn)實驗傳感器應(yīng)用實驗一實驗一 : 光控開關(guān)光控開關(guān)實驗原理及知識準(zhǔn)備實驗原理及知識準(zhǔn)備 （1）如圖所示光控電路，）如圖所示光控電路，用發(fā)光二極管用發(fā)光二極管LED模仿路燈，模仿路燈，RG為光敏電阻，為光敏電阻，R1的最大電的最大電阻為阻為51 k，R2為為 330 k，試分析其工作原理。試分析其工作原理。 （2）要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把）要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？ 圖乙中，用白熾圖乙中，用白熾燈模仿路燈，為何燈模仿路燈，為何要用到繼電器要用到繼電器？ 由于集成電路允許通過的電流較小，由于集成電路

2、允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路。來啟閉工作電路。 如圖所示電磁繼電器如圖所示電磁繼電器工作電路，圖中虛線框內(nèi)工作電路，圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器，即為電磁繼電器，D為動為動觸點，觸點，E為靜觸點試分為靜觸點試分析電磁繼電器的工作原理。析電磁繼電器的工作原理。 當(dāng)線圈當(dāng)線圈 A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵鐵B向下運(yùn)動，從而帶動動觸點向下運(yùn)動，從而帶動動觸點D向下與向下與E接觸，將接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時，電磁鐵失中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵

3、去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與與E分離，自動切斷工作電路分離，自動切斷工作電路 實驗：實驗： 試說明控制電路的工作原理。試說明控制電路的工作原理。 實驗二實驗二: 溫度報警器溫度報警器 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報警器，它是利上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報警器，它是利用煙霧對光的散射作用，使火災(zāi)發(fā)出的光用煙霧對光的散射作用，使火災(zāi)發(fā)出的光引起光敏電阻的阻值變化，從而達(dá)到報警引起光敏電阻的阻值變化，從而達(dá)到報警的目的這種設(shè)計其敏感性是否值的懷疑，的目的這種設(shè)計其敏感性是否值的懷疑，你想過嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時，環(huán)境溫度要你想過嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時，環(huán)境溫度要升高，我們能不能用

4、溫度傳感器來做成火升高，我們能不能用溫度傳感器來做成火災(zāi)報警器呢？災(zāi)報警器呢？ 如圖所示為溫度如圖所示為溫度報警器的工作電路，報警器的工作電路，試分析其工作原理試分析其工作原理 。 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處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時，熱敏電阻鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時，熱敏電阻RT阻阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當(dāng)達(dá)到某電勢升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂一值（高電平）

5、，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，Rl的阻值不同，則報警的阻值不同，則報警溫度不同。溫度不同。 怎樣使熱敏電阻怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫在感測到更高的溫度時才報警？度時才報警？ 要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應(yīng)減小報警，應(yīng)減小R R1 1的阻值，的阻值，R R1 1阻值越小，要使阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電斯密特觸發(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。阻阻值要求越小，即溫度越高。三三: 課堂總結(jié)課堂總結(jié)光控開關(guān)光控開關(guān)溫度報警器溫度報警器傳感器的應(yīng)用實例

6、傳感器的應(yīng)用實例實例探究實例探究 電磁繼電器與自動控制電磁繼電器與自動控制【例例1 1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖所示，試設(shè)計一個溫控電路要求溫度低于某一溫度時，電設(shè)計一個溫控電路要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，畫出電路圖說明工作過程斷電，畫出電路圖說明工作過程分析：熱敏電阻分析：熱敏電阻R1與滑動變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低與滑動變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路壓控制電路解析：解析：（1

7、 1）電路圖如圖所示）電路圖如圖所示 （2 2）工作過程：閉合）工作過程：閉合S S當(dāng)溫度低于設(shè)計值時熱敏電阻當(dāng)溫度低于設(shè)計值時熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，K K接通電接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計值時，熱敏電阻減小到某爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計值時，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，值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K K斷開，電斷開，電爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計值，又重復(fù)前爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計值，又重復(fù)前述過程述過程 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電阻值電阻值較小，加在

8、斯密特觸發(fā)器較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，端的電壓較低，則輸出端則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管輸出高電平，發(fā)光二極管LED不不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時，導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時，RG的阻值增的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電的電壓上升到某個值（壓上升到某個值（1.6V），輸出端），輸出端Y突然從突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動開啟的目的路燈天明熄滅，天暗自動開啟的目的. 天較亮?xí)r，光敏電阻天

9、較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端發(fā)器輸入端A電勢較低，則輸出端電勢較低，則輸出端Y輸出高電平，輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；天較暗時，光敏電線圈中無電流，工作電路不通；天較暗時，光敏電阻阻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電勢升高，電勢升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動開啟；天明后，作電路，使路燈自動開啟；天明后，RG阻值減小，阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端斯密特觸

10、發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低，降到一定值，電勢逐漸降低，降到一定值，輸出端輸出端 Y突然由低電平跳到高電平，則線圈突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再不再有電流，則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，有電流，則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，路燈熄滅。路燈熄滅。書后習(xí)題書后習(xí)題1 1當(dāng)門閉著時，永久磁鐵使干簧管接通，斯密當(dāng)門閉著時，永久磁鐵使干簧管接通，斯密特觸發(fā)器輸入端與電源負(fù)極相連，處于低電平，特觸發(fā)器輸入端與電源負(fù)極相連，處于低電平，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開門時，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開門時，沒有磁鐵作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入沒有磁鐵作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入端為高電平，則輸出端為低電平，則蜂鳴器通電，端為高電平，則輸出端為低電