课件新人教版选修3_2.pptx

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资源描述

1、4.3 实验:传感器的应用,一、实验目的 1.了解光控开关和温度报警器的工作原理 2.练习用传感器制作自动控制设备,二、实验原理 1.斯密特触发器:当输入端A的电压逐渐上升到某一值(1.6 V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),甲图中LED发光,乙图中蜂鸣器发声,当输入端A电压下降到某一值(0.8 V)时,输出端Y会从低电平跳到高电平(3.4 V),甲图中LED熄灭,乙图中蜂鸣器停止发声。,2.甲图中当光线较强,RG变小,给A点提供低电平,光线暗时,RG变大,A点为高电平。 3.乙图中温度正常,RT较大,A点为低电平,温度升高到一定值,RT减小到一定值,A点为高电平。 4.

2、可以调节R1,使不同光线或温度条件下A点获得高电平或低电平。,三、实验器材 1.光控开关实验:斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6 V,0.3 A)、可变电阻R1(最大阻值51 k)、电阻R2(330 )、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸。 2.温度报警器实验:斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 k)、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧杯(盛有热水)。,四、实验过程 1.光控开关(如图1)图1,(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 (2)检查各元件的连接,确保无误。 (3)接通电源,调节电阻R1,使发光二

3、极管或灯泡在普通光照条件下不亮。 (4)用黑纸渐渐遮住光敏电阻,观察发光二极管或灯泡的状态。 (5)渐渐撤掉黑纸,观察发光二极管或灯泡的状态。 (6)改变滑动变阻器的滑片位置,重复以上步骤。要想在天更黑一些路灯才会点亮,需要将滑动变阻器的阻值调大一些还是调小一些?通过做实验验证你的结论。,2.温度报警器(如图2)图2,(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 (2)检查各元件的连接,确保无误。 (3)接通电源,调节电阻R1,使蜂鸣器常温下不发声。 (4)将热敏电阻放入热水中,注意蜂鸣器是否发声。 (5)将热敏电阻从热水中取出,注意峰鸣器是否发声。 (6)改变滑动变阻器的滑片位置,分析变

4、阻器的阻值大小和报警的关系。,五、结果与分析,六、注意事项 1.安装前,对器材进行测试,确保各元件性能良好后,再进行安装。 2.光控开关实验中,二极管连入电路的极性不能反接,否则电磁继电器不能正常工作。,例1 如图3所示的光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻,R1的最大电阻为51 k,R2为330 。白天,光的强度较大,光敏电阻RG的电阻值较_,加在斯密特触发器A端的电压较_,则输出端Y输出高电平,发光二极管LED_(填“导通”或“不导通”);当天色暗到一定程度时,RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V),输出端Y突然从高电平跳到低电平,则发

5、光二极管LED_(填“导通”或“不导通”),这样就达到了使路灯白天熄灭,天暗自动开启的目的。,精典示例,图3,解析 白天,光照强度较大,光敏电阻RG的电阻值较小,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(1.6 V)时,输出端Y会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白天熄灭,天暗自动开启的目的。 答案 小 低 不导通 导通,例2 如图4所示,是一个火警报警装置的逻辑电路图。RT是一个热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值

6、很小,R是一个阻值较小的分压电阻。(1)要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,在图中虚线处应接入怎样的元件?(2)为什么温度高时电铃会被接通?(3)为了提高该电路的灵敏度,即报警温度调得稍低些,R的值应大一些还是小一些?,图4,解析 (1)温度较低时RT的阻值很大,R比RT小得多,因此P、X之间电压较大。要求此时电铃不响,表明输出给电铃的电压应该较小,输入与输出相反,可见虚线处元件应是“非”门。 (2)高温时RT的阻值减小,P、X之间电压降低,输入低电压时,从“非”门输出的是高电压,电铃响起。 (3)由前面分析可知,若R较大,由于它的分压作用,RT两端的电压降低,则外界温度不太高时,

7、就能使P、X之间电压降到低电压输入,电铃就能发声,因此R较大时,反应较灵敏。 答案 见解析,针对训练 一路灯控制装置如图5所示,E6.0 V,RG为光敏电阻,光照射RG时,RG变小。白天时,继电器J两端电压是较大还是较小?要使路灯比平时早一些时间亮起来,应如何调节R1?图5,答案 较小 调节R1使其变小,1.(温度报警器电路分析)(多选)如图6是温度报警器的电路示意图,下面对此电路的分析正确的是( )图6,A.当RT的温度升高时,其阻值减小,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声 B.当RT的温度升高时,其阻值减小,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声 C.当增大R1时,A端

8、电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声 D.当增大R1时,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声 答案 BC,2.(自动控制电路的分析与设计)如图7所示,某小型电磁继电器,其中L为含铁芯的线圈。P为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合,可完成自动控制的要求,其工作方式是( )图7,A.A与B接信号电压,C与D跟被控电路串联 B.A与B接信号电压,C与D跟被控电路并联 C.C与D接信号电压,A与B跟被控电路串联 D.C与D接信号电压,A与B跟被控电路并联 解析 A、B接电磁继电器的线圈,所以A、B应接信号电压,线圈电流随信号电

9、压变化使电磁继电器相吸或释放,从而使C、D接通或断开,进而起到控制作用,故选项A正确。 答案 A,3.(自动控制电路的分析与设计)如图8所示是自动水位报警的示意图,其中继电器的线圈通过电流时,磁铁吸引衔铁1,使它与触头3断开,与触头2接触。若要求水位正常时绿灯亮,高出一定水位时红灯亮,现有红、绿灯泡各一个,红灯泡应安在_位置,绿灯泡应安在_位置(填“A”或“B”)。图8,解析 水位正常时,线圈中没有电流,衔铁1与触头3接触,这时应绿灯亮,所以绿灯泡应安在A位置,当高出一定水位时,线圈中有电流,磁铁吸引衔铁1,使它与触头3断开,与触头2接触,这时应红灯亮,所以红灯泡应安在B位置。 答案 B A,4.(光控开关电路分析与设计)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,其中就可用于街道路灯的自动控制开关,如图9所示为模拟电路,其中A为光敏电阻,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯,请连成正确的电路,达到日出灯熄、日落灯亮的效果。图9,解析 电路连接如图所示。当天亮时,光线照射光敏电阻A,其阻值迅速减小,控制回路电流增大,电磁继电器B工作,吸下衔铁使触点断开,路灯熄灭。当夜晚降临,光线变暗,光敏电阻A的阻值增大,控制回路电流减小,弹簧将衔铁拉起,触点接通,路灯点亮。答案 见解析图,

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