高中物理 64傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)- 新人教版選修3-2ppt課件

1、第六章第六章 傳感器傳感器第四節(jié)傳感器的應(yīng)用實(shí)例教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一知識(shí)與技能（一知識(shí)與技能 1了解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理。了解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理。 2通過實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)傳感器作用的體會(huì)，培養(yǎng)通過實(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。自己的動(dòng)手能力。 （二過程與方法（二過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力，體會(huì)傳感器在實(shí)際中的通過實(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。應(yīng)用。 （三情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三情感、態(tài)度與價(jià)值觀 在實(shí)驗(yàn)中通過動(dòng)手組裝和調(diào)試，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)在實(shí)驗(yàn)中通過動(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)

2、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 隨著人們生活水平的提高，傳感器在工農(nóng)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)用越來越廣泛，如走廊里的聲、業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，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、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

3、路，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)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，處理均是通過電子元件組成的電路量的放大，處理均是通過電子元件組成的電路來完成的。來完成的。 這節(jié)課我們就來動(dòng)手組裝光控開關(guān)或溫度這節(jié)課我們就來動(dòng)手組裝光控開關(guān)或溫度報(bào)警器。報(bào)警器。 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 : 光控開關(guān)光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)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的最大的最大電阻為電阻為51 k，R2為為 330 k，試分析其工作原理。試分析其工作原理。

4、 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，則端的電壓較低，則輸出端輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到一的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電壓上升的電壓上升到某個(gè)值到某個(gè)值1.6V），輸出端），輸出端Y突然從高電平跳突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光相導(dǎo)通發(fā)光相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明

5、熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的. （2要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把要想在天更暗時(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？的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？ 應(yīng)該把應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值如電壓達(dá)到某個(gè)值如1.6V，就需要，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。更暗。 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

6、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(dòng)為動(dòng)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)試分為靜觸點(diǎn)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(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵鐵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(shí)，電磁鐵失中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵去磁性，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

7、，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與與E分離，自動(dòng)切斷工作電路分離，自動(dòng)切斷工作電路 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)： 試說明控制電路的工作原理。試說明控制電路的工作原理。 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。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二:

8、 溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報(bào)警器，它是利上一節(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，的目的這種設(shè)計(jì)其敏感性是否值的懷疑，你想過嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度要你想過嗎？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做成火升高，我們能不能用溫度傳感器來做成火災(zāi)報(bào)警器呢？災(zāi)報(bào)警器呢？ 如圖所示為溫度如圖所示為溫度報(bào)警器的工作電路，報(bào)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，

9、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(shí)，熱敏電阻鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，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(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某電勢(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，鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，Rl的阻值不同，則報(bào)警的阻值不同，則報(bào)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(cè)到更高的溫在感測(cè)到更高的溫

10、度時(shí)才報(bào)警？度時(shí)才報(bào)警？ 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R1的阻值，R1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。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(bào)警器溫度報(bào)警器傳感器的應(yīng)用實(shí)例傳感器的應(yīng)用實(shí)例四四:實(shí)例探究實(shí)例探究 電磁繼電器與自動(dòng)控制電磁繼電器與自動(dòng)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(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如下圖，試設(shè)器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如下圖，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

11、過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷絲自動(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(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路低壓控制電路解析：解析：（1 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(jì)值時(shí)熱敏電阻當(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，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(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某爐絲加熱當(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(jì)值，又重復(fù)前爐絲斷電，停止供熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過程述過程五：書后習(xí)題五：書后習(xí)題1 1當(dāng)門閉著時(shí)，永久磁鐵使干簧管接通，斯密當(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，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)，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