2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第5章传感器5.3利用传感器制作简单的自动控制装置(3)课件

利用传感器制作简单的自动控制装置\n随着人们生活水平的提高,传感器在工农业生产中的应用越来越广泛,如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等,都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路,传感器只是把非电学量转换成电学量,对电学量的放大,处理均是通过电子元件组成的电路来完成的.这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器.\n实验一:光控开关实验原理及知识准备（1）如图所示光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻,R1的最大电阻为51kΩ,R2为330kΩ,试分析其工作原理.（2）要想在天更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？思考后看答案思考后看答案\n图乙中,用白炽灯模仿路灯,为何要用到继电器？由于集成电路允许通过的电流较小,要用白炽灯泡模仿路灯,就要使用继电器来启闭工作电路.\n如图所示电磁继电器工作电路,图中虚线框内即为电磁继电器,D为动触点,E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理.当线圈A中通电时,铁芯中产生磁场,吸引衔铁B向下运动,从而带动动触点D向下与E接触,将工作电路接通,当线圈A中电流为零时,电磁铁失去磁性,衔铁B在弹簧作用下拉起,带动触点D与E分离,自动切断工作电路．实验：\n试说明控制电路的工作原理.思考后看答案\n实验二:温度报警器上一节我们学习了火灾报警器,它是利用烟雾对光的散射作用,使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化,从而达到报警的目的．这种设计其敏感性是否值的怀疑,你想过吗？既然发生火灾时,环境温度要升高,我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？\n如图所示为温度报警器的工作电路,试分析其工作原理.常温下,调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平,则输出端Y处于高电平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发声；当温度升高时,热敏电阻RT阻值减小,斯密特触发器输入端A电势升高,当达到某一值（高电平）,其输出端由高电平跳到低电平,蜂鸣器通电,从而发出报警声,Rl的阻值不同,则报警温度不同.\n怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小R1的阻值,R1阻值越小,要使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻阻值要求越小,即温度越高.？思考\n三:课堂总结光控开关温度报警器传感器的应用实例\n四:实例探究☆电磁继电器与自动控制【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示,试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程．\n分析：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．解析：（1）电路图如图所示（2）工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器电流不能使它工作,K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止供热．当温度低于设计值,又重复前述过程．\n白天,光强度较大,光敏电阻RG电阻值较小,加在斯密特触发器A端的电压较低,则输出端Y输出高电平,发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时,RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V）,输出端Y突然从高电平跳到低电平,则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了）,这样就达到了使路灯天明熄灭,天暗自动开启的目的.你答对了吗?\n应该把R1的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V,就需要RG的阻值达到更大,即天色更暗.你答对了吗?\n天较亮时,光敏电阻RG阻值较小,斯密特触发器输入端A电势较低,则输出端Y输出高电平,线圈中无电流,工作电路不通；天较暗时,光敏电阻RG电阻增大,斯密特触发器输入端A电势升高,当升高到一定值,输出端Y由高电平突然跳到低电平,有电流通过线圈A,电磁继电器工作,接通工作电路,使路灯自动开启；天明后,RG阻值减小,斯密特触发器输入端A电势逐渐降低,降到一定值,输出端Y突然由低电平跳到高电平,则线圈A不再有电流,则电磁继电器自动切断工作电路的电源,路灯熄灭.你答对了吗?\n五：书后习题1．当门闭着时,永久磁铁使干簧管接通,斯密特触发器输入端与电源负极相连,处于低电平,则输出端为高电平,故蜂鸣器不发声；当开门时,没有磁铁作用,干簧管不通,斯密特触发器输入端为高电平,则输出端为低电平,则蜂鸣器通电,发声报警．2．当被测点为高电平时,斯密特触发器输入端A为高电平,则输出端Y应为低电平,故LED发光；当被测点为低电平时,A即为低电平,则输出端Y为高电平,LED不发光．