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《2020版高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用课件新人教版选修3_2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3实验:传感器的应用【实验目的】1.体会传感器在生活中的实际应用。2.了解斯密特触发器的工作特点,学会分析光控电路和温控电路的工作原理。3.利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器电路。【实验原理】1.光控开关的工作原理:白天,光强度较大,光敏电阻RG电阻值较小,加在斯密特触发器输入端A的电压较低,则输出端Y从低电平跳到高电平(3.4V),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(0.25V),则发光二极管LED导通发
2、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。2.温度报警器的工作原理:常温下,调节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)时,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,R1的阻值不同,则报警温度不同。【实验器材】斯密特触发器、光敏电阻、发光二极管(LED)、可变电阻、定值电阻、热敏电阻、蜂鸣器、集成电路实验板、5V低压直流电源。【实验过程】1.光控开
3、关:(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。2.温度报警器:(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。【实验探究】1.斯密特触发器有
4、何独特功能?提示:斯密特触发器是具有特殊功能的非门,常用符号表示。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。2.逻辑电路中的高低电平是怎么回事?提示:在逻辑电路中,常把电势的高低叫作电平的高低,“低电平”是指输出端处于低电势的状态,“高电平”指输出端处于高电势的状态。3.根据光控开关的工作原理图,试探究分析要想天更暗时路灯才会点亮,应该把分压可变电阻R1的阻值调大些还是调小些?提示:把R1的阻值调大些。因为只有当光敏电阻的阻值更大些即天更暗时,才能使它分得的电压增大,以增大触发器的输入电压,从而使输出端变为低电平,点亮
5、路灯,从而达到天更暗时路灯才会点亮的目的。4.根据温度报警器的工作原理图,试分析要使报警器在更高的温度下才能报警,应如何调节分压电阻R1?提示: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,使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻的阻值越小,温度越高。5.归纳常见温度报警器的类型,指出它们各自的特点。提示:常见的温度报警器有两类,一类是单纯报警,并不切断电源,这类报警器一般都使用热敏电阻与斯密特触发器相配合。另一类是温度控制,达到设定的温度之后自动切断电源,这类温控器一般都使用热敏电阻和继电器相配合。类型1光控开关实验【
6、典例1】一路灯控制装置如图所示E=6.0V,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?【解析】由题可知,按照逻辑分析法,引起电路状态变化的原因是照射光敏电阻RG的光的强弱。白天光照强,RG的阻值较小,R1两端的电压U1=较大,即A点电势较高,则Y端为低电平,继电器两端电压较小,不工作,路灯不亮。而夜间的情形恰好相反。所以白天时,继电器J两端电压较小。若使路灯早一些亮时,首先要明确继电器的工作电压UJ一定,Y端电平一定,A端电平一定,则R1两端的电压U
7、1一定,因U1=,则可知要使路灯早些亮时,环境光线仍较强,RG偏小,要保证U1一定,必须调节R1使其变小。答案:较小 调节R1使其变小类型2温度报警器实验【典例2】如图所示是一个火灾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,火灾时产生高温,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?【解析】(1)当环境温度较低时RT的阻值很大,R比RT小
8、得多,因此P、X之间电压较大。要求此时电铃不发声,表明输出给电铃的电压应该较小,所以图中虚线处的元件输入与输出相反,可见虚线处元件应是“非”门,可接入斯密特触发器。(2)当环境温度变高时RT阻值减小,P、X之间电压降低,
