6.3实验：传感器的应用(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-2）

6.3 实验：传感器的应用 上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？ 天花板上的火灾报警器 电饭锅 鼠标器 非接触式红外测温仪 斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。 实验1 光控开关 实验1、光控开关 【工作原理 】 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． 【实验器材】 光控开关实验:斯密特触发器、发光二极管、二极管、电磁继电器、灯泡(6 V,0.3 A)、可变电阻R1(最大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸。 1、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？ 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。 2、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．如下图所示。 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． 控制电路的工作原理 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． 【例题】如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，若A为高电平，LED＿＿＿（填“发光”或者“不发光”）；若A为低电平，LED＿＿＿填“发光”或者“不发光”） LED的电压小不发光 Y为低电平 LED的电压大发光 发光 不发光 Y为高电平 【例题】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． 解析：当天亮时，光敏电阻减小，控制回路电流增大，电磁继电器B工作，触点断开，路灯熄灭 夜晚降临，光敏电阻增大．控制回路电流减小，触点接通，路灯点亮． 核心概念 规律再现 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 A.斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号 B.斯密特触发器是具有特殊功能的非门 C.要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些 D.当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，发光二极管发光 核心概念 规律再现 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心概念 规律再现 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 16 核心概念 规律再现 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 实验2 温度报警器 实验2.温度报警器 【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． 【实验器材】 怎样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． 温度报警器的应用 传感器的种类多种多样，其性能也各不相同。空调机在室内温度达到设定值后，会自动停止工作，空调机内使用了哪种传感器？ 提示：空调机是根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________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________，斯密特触发器的输