2019_2020学年高中物理第三章传感器第四节用传感器制作自控装置学案粤教版选修3_2.doc

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1、第四节　用传感器制作自控装置　1.了解与传感器技术相关的物理知识．　2.练习用传感器制作自动装置．,　　　　　　　[学生用书P64])应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路1．实验器材二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、定值电阻R(7.5MΩ)、灯泡L、万用表、导线．2．实验原理由晶闸管VS与电灯L构成主回路，控制回路由R与RG组成的分压器及二极管VD构成，如图所示．(1)白天自然光较强时，光敏电阻呈低电阻，与R分压后使晶闸管VS门电极处于低电平，VS关断．(2)当夜幕降临时，照在RG上的自然光减弱，RG呈高电阻，使VS的

2、门电极处于高电平，VS获正向触发电压而导通，灯L亮．(3)改变R的阻值，即改变其与RG的分压比，可调整电路的起控点．说明：二极管VD，晶闸管VS的特性．①二极管：具有单向导电性．当给二极管加正向电压时，它的阻值很小；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大．②晶闸管VS：当晶闸管承受反向电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态．当晶闸管承受正向电压时，仅在门极承受正向电压情况下晶闸管才导通．3．实验步骤(1)将多用电表旋钮拨至R×1k挡，调零后，测量电阻R的阻值，检查R是否符合要求．(2)将多用电表旋钮拨至R×1k

3、挡，调零后，用两表笔分别接二极管两极，然后将两表笔位置对调．若两次测量结果一次较小，一次很大，则二极管性能良好．(3)将多用电表旋钮拨至R×1k挡，红表笔接晶闸管K极，黑表笔同时接通G、A极，在保持黑表笔不脱离A极状态下断开G极，指针指示几十欧至一百欧，然后瞬时断开A极再接通，若指针指示∞位置，则表明晶闸管良好．(4)按照电路图，将各元件焊接，安装好．(5)检查各元件的连接，确保无误．(6)接通电源，观察强光照射光敏电阻时和用黑纸包裹光敏电阻时灯泡L的状态．4．注意事项(1)安装前，对所有器材进行测试，确保各元件性能良好

4、后，再进行安装．-5-(2)焊接时，管脚必须在离管壳5mm以上处焊接，焊接时间不宜过长．(3)注意二极管、晶闸管各极正确接入电路，不可错接、反接．　自动控制电路的实例分析[学生用书P64]1．光控开关(1)电路如图所示．(2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4V)．(3)光控开关的原理：白天，光照强度较大，光敏

5、电阻RG阻值较小，加在斯密特触发器输入端A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)，这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的．2．温度报警器(1)电路如图所示．(2)工作原理：常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器输入端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

6、A的电压升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端Y由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度．　如图所示的光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2为330Ω.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________；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

7、.6V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED________发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．[解析]　白天，光照强度较大，光敏电阻RG的电阻值较小，-5-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(电平指某个端点与“地”之间的电压)，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(1.6V)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

8、灭，天暗自动开启的目的．[答案]　小　低　不导通　导通　1.如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则(　　)A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一