64傳感器的應(yīng)用實(shí)例

1、第六章 傳 感 器6 4 傳感器的應(yīng)用實(shí)例新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1了解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理。2通過(guò)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)傳感器作用的體會(huì)，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力。（二）過(guò)程與方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力，體會(huì)傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)動(dòng)手組裝和調(diào)試， 增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)， 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣， 培養(yǎng)良好的科 學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)1了解斯密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)，能夠分析光控電路的工作原理。 2溫度報(bào)警器的電路工作原理。教學(xué)難點(diǎn)光控電路和溫度報(bào)警器電路的工作原理。教學(xué)方法實(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

2、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、銀行門口的自動(dòng)門等，都用到了傳感器.傳感器的工作離不開電子電路，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.+5V這節(jié)課我們就來(lái)動(dòng)手組裝光控開關(guān)或溫度報(bào)警器。（二）進(jìn)行新課實(shí)驗(yàn)i、光控開關(guān)i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模仿路燈，Rg為光敏電阻，Ri的最 大電阻為51 k Q , R?為330 kQ,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

3、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)開啟的目的.師：要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把Ri的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？生：應(yīng)該把Ri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)

4、啟閉工作電路.師：（投影）如圖所示電磁繼電器工作電路,E為靜觸點(diǎn).試分析電磁繼電器的工作原理.圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器,D為動(dòng)觸點(diǎn),生：當(dāng)線圈A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)D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈 A中電流n a D L - ”I咼y 2S 盛壓工作電路為零時(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)切斷工作低壓控制電路電路.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

5、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，使路燈自動(dòng)開啟；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

6、呢？+ 5V蜂鳴器師：（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 Ri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 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，Ri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：要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小Ri的阻值，Ri阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高.生：分組實(shí)驗(yàn)。師：巡回指

7、導(dǎo)，了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程。3（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：光控開關(guān)傳感器的應(yīng)用實(shí)例 -I溫度報(bào)警器（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，畫出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程.rUK骨動(dòng)變阻器分析：熱敏電阻 Ri與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路.5r=霍敏電阻電tfi堆電器答案：（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.

8、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，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.4課余作業(yè)1、課下閱讀教材附錄，了解“一些元器件的原理和使用要點(diǎn)”。2、思考并回答“問(wèn)題與練習(xí)” 。教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問(wèn)題的靈魂， 是物理教學(xué)的根本； 親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué) 生能力的關(guān)鍵， 離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)， 物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、 無(wú)本之木。 學(xué)生素質(zhì) 的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。課本“問(wèn)題與練習(xí)

9、”解答 1當(dāng)門閉著時(shí)，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，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開門時(shí)，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，發(fā)聲報(bào)警2當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí)， 斯密特觸發(fā)器輸入端 A 為高電平，則輸出端 Y 應(yīng)為低電平，故 LED 發(fā)光；當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為低電平時(shí)， A 即為低電平，則輸出端 Y 為高電平， LED 不發(fā)光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、免疫傳感器等等生物傳感器最典型的?yīng)用是