《高中物理 第六章第三節(jié) 實(shí)驗(yàn) 傳感器的應(yīng)用課件 新人教版選修32》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第六章第三節(jié) 實(shí)驗(yàn) 傳感器的應(yīng)用課件 新人教版選修32（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用第六章傳感器第六章傳感器學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)警器的工作原理了解光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)警器的工作原理2利用斯密特觸發(fā)器設(shè)計(jì)光控開(kāi)關(guān)電路和溫度報(bào)警器利用斯密特觸發(fā)器設(shè)計(jì)光控開(kāi)關(guān)電路和溫度報(bào)警器3練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制設(shè)備練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制設(shè)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備一、一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?了解光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)警器的工作原理了解光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)警器的工作原理2練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制設(shè)備練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制設(shè)備二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1光控開(kāi)關(guān)光控開(kāi)關(guān)(1)電路如圖所示電路如圖所示(2)斯密特觸發(fā)器的工作原理：斯密特觸發(fā)器
2、是一個(gè)性能特斯密特觸發(fā)器的工作原理：斯密特觸發(fā)器是一個(gè)性能特殊的非門(mén)電路，當(dāng)加在它的輸入端殊的非門(mén)電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)的電壓逐漸上升到某個(gè)值值(1.6 V)時(shí)，輸出端時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平會(huì)突然從高電平跳到低電平(0.25 V)，而當(dāng)輸入端而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的電壓下降到另一個(gè)值(0.8 V)的時(shí)候，的時(shí)候，Y會(huì)從會(huì)從低電平跳到高電平低電平跳到高電平(3.4 V)(3)光控開(kāi)關(guān)的原理：白天，光照強(qiáng)度較大，光敏電阻光控開(kāi)關(guān)的原理：白天，光照強(qiáng)度較大，光敏電阻RG阻阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器輸入端值較小，加在斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓較低，則輸出端
3、的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天暗到一定程度不導(dǎo)通；當(dāng)天暗到一定程度時(shí)，時(shí)，RG阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓的電壓上升到上升到1.6 V，輸出端，輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管極管LED導(dǎo)通發(fā)光導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈相當(dāng)于路燈)，這樣就達(dá)到了使路燈天明，這樣就達(dá)到了使路燈天明自動(dòng)熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的自動(dòng)熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的2溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器(1)電路如圖所示電路如圖所示(2)工作原理：常溫下，調(diào)節(jié)工作原理：常溫下，調(diào)節(jié)R1的阻值使斯
4、密特觸發(fā)器輸入的阻值使斯密特觸發(fā)器輸入端端A處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小，阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓升高，當(dāng)達(dá)到某一值的電壓升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高電平高電平)時(shí)，其輸出端時(shí)，其輸出端Y由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲出報(bào)警聲R1的阻值不同，則報(bào)警溫度不同，可以通過(guò)調(diào)節(jié)的阻值不同，則報(bào)警溫度不同，可以通過(guò)調(diào)節(jié)R1來(lái)調(diào)節(jié)蜂鳴器的靈敏度來(lái)調(diào)節(jié)蜂鳴器的靈敏度三、實(shí)驗(yàn)器
5、材三、實(shí)驗(yàn)器材1光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)：光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)：斯密特觸發(fā)器、發(fā)光二極管、二極管、斯密特觸發(fā)器、發(fā)光二極管、二極管、繼電器、燈泡繼電器、燈泡(6 V,0.3 A)、可變電阻、可變電阻R1(最大阻值最大阻值51 k)、電阻電阻R2(330 )、光敏電阻、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源、光敏電阻、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源(5 V)、導(dǎo)線若干、黑紙、導(dǎo)線若干、黑紙2溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)：溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)：斯密特觸發(fā)器、蜂鳴器、熱敏電阻、斯密特觸發(fā)器、蜂鳴器、熱敏電阻、可變電阻可變電阻R1(最大阻值最大阻值1 k)、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源(5 V)、導(dǎo)線若干、燒杯、導(dǎo)線若干、燒杯(盛有熱水盛
6、有熱水)四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟(1)按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上(2)檢查各元件的連接，確保無(wú)誤檢查各元件的連接，確保無(wú)誤(3)接通電源，調(diào)節(jié)電阻接通電源，調(diào)節(jié)電阻R1，使發(fā)光二極管或燈泡在普通光，使發(fā)光二極管或燈泡在普通光照條件下不亮照條件下不亮(4)用黑紙逐漸遮住光敏電阻，觀察發(fā)光二極管或燈泡的用黑紙逐漸遮住光敏電阻，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)狀態(tài)(5)逐漸撤掉黑紙，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)逐漸撤掉黑紙，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)2溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)步驟溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)步驟(1)按照電路圖將各元件組裝到集成
7、電路實(shí)驗(yàn)板上按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上(2)檢查各元件的連接，確保無(wú)誤檢查各元件的連接，確保無(wú)誤(3)接通電源、調(diào)節(jié)電阻接通電源、調(diào)節(jié)電阻R1，使蜂鳴器常溫下不發(fā)聲，使蜂鳴器常溫下不發(fā)聲(4)用熱水使熱敏電阻的溫度升高，注意蜂鳴器是否發(fā)聲用熱水使熱敏電阻的溫度升高，注意蜂鳴器是否發(fā)聲(5)將熱敏電阻從熱水中取出，注意蜂鳴器是否發(fā)聲將熱敏電阻從熱水中取出，注意蜂鳴器是否發(fā)聲五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng)1安裝前，對(duì)器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好后，再安裝前，對(duì)器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好后，再進(jìn)行安裝進(jìn)行安裝2光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接，否光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連
8、入電路的極性不能反接，否則繼電器不能正常工作則繼電器不能正常工作3光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中要想天更暗時(shí)光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中要想天更暗時(shí)“路燈路燈”才會(huì)亮，應(yīng)該把才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些的阻值調(diào)大些4溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)中，要使蜂鳴器在更低的溫度時(shí)報(bào)警，溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)中，要使蜂鳴器在更低的溫度時(shí)報(bào)警，應(yīng)該把應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些的阻值調(diào)大些經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示類型一類型一光控開(kāi)關(guān)的應(yīng)用光控開(kāi)關(guān)的應(yīng)用 如圖所示是用斯密特觸發(fā)器控制某宿舍樓道內(nèi)照明燈如圖所示是用斯密特觸發(fā)器控制某宿舍樓道內(nèi)照明燈的示意圖，試說(shuō)明其工作原理的示意圖，試說(shuō)明其工作原理【解析解析】天較亮?xí)r，光敏電阻天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密
9、特觸發(fā)阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端器輸入端A電勢(shì)較低，則輸出端電勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無(wú)電輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作電路不通流，工作電路不通天較暗時(shí)，光敏電阻天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電由高電平突然跳到低電平，有電流通過(guò)線圈平，有電流通過(guò)線圈F，電磁繼電器工作，接通工作電路，電磁繼電器工作，接通工作電路，使照明燈自動(dòng)開(kāi)啟使照明燈自動(dòng)開(kāi)啟天明后，天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)逐漸降低，電勢(shì)逐漸降低，
10、降到一定值，輸出端降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電平，則線圈突然由低電平跳到高電平，則線圈F不不再有電流，電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，照明燈熄再有電流，電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，照明燈熄滅滅【答案答案】見(jiàn)解析見(jiàn)解析【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門(mén)，它可斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門(mén)，它可以將連續(xù)變化的輸入信號(hào)變成突變的輸出信號(hào)以將連續(xù)變化的輸入信號(hào)變成突變的輸出信號(hào). 光控開(kāi)關(guān)的光控開(kāi)關(guān)的敏感元件是光敏電阻，光照越強(qiáng)，其電阻阻值越小敏感元件是光敏電阻，光照越強(qiáng)，其電阻阻值越小類型二類型二溫度報(bào)警器問(wèn)題溫度報(bào)警器問(wèn)題 型號(hào)為型號(hào)為74LS14的集成塊里
11、面有的集成塊里面有6個(gè)非門(mén)，其引腳如圖個(gè)非門(mén)，其引腳如圖甲所示，這種非門(mén)由于性能特別，稱為斯密特觸發(fā)器當(dāng)加甲所示，這種非門(mén)由于性能特別，稱為斯密特觸發(fā)器當(dāng)加在它的輸入端在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值的電壓逐漸上升到某個(gè)值(1.6 V)時(shí)，輸出端時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平會(huì)突然從高電平跳到低電平(0.25 V)，而當(dāng)輸入端，而當(dāng)輸入端A的電壓的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候下降到另一個(gè)值的時(shí)候(0.8 V)，Y會(huì)從低電平跳到高電平會(huì)從低電平跳到高電平(3.4 V)斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào)，而這正是進(jìn)行自動(dòng)控制所必
12、需的突變的數(shù)字信號(hào)，而這正是進(jìn)行自動(dòng)控制所必需的現(xiàn)用斯密特觸發(fā)器與熱敏電阻現(xiàn)用斯密特觸發(fā)器與熱敏電阻RT組成溫度報(bào)警器，電路如圖組成溫度報(bào)警器，電路如圖乙所示，圖中蜂鳴器可以選用乙所示，圖中蜂鳴器可以選用YMD或或HMB型，它兩端的直型，它兩端的直流電壓為流電壓為4 V6 V時(shí)會(huì)發(fā)出鳴叫聲；時(shí)會(huì)發(fā)出鳴叫聲；RT為熱敏電阻，常溫下為熱敏電阻，常溫下阻值約幾百歐，溫度升高時(shí)阻值減小阻值約幾百歐，溫度升高時(shí)阻值減小R1的最大電阻可在的最大電阻可在1 k2 k間選擇間選擇接通電源后，先調(diào)節(jié)接通電源后，先調(diào)節(jié)R1使蜂鳴器在常溫下不發(fā)聲再用熱水使蜂鳴器在常溫下不發(fā)聲再用熱水使熱敏電阻的溫度上升，到達(dá)某一溫
13、度時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲使熱敏電阻的溫度上升，到達(dá)某一溫度時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲請(qǐng)你說(shuō)明這個(gè)電路的工作原理想一想：怎樣能夠使熱敏電請(qǐng)你說(shuō)明這個(gè)電路的工作原理想一想：怎樣能夠使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？【解析解析】該電路的工作原理是：常溫下，調(diào)整該電路的工作原理是：常溫下，調(diào)整R1的阻值使的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值到某一值(高電平高電平)時(shí)，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴時(shí)，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，R1的阻值不同，報(bào)警溫度不同的阻值不同，報(bào)警溫度不同要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小R1的阻的阻值，值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高【答案答案】見(jiàn)解析見(jiàn)解析
高中物理 第六章第三節(jié) 實(shí)驗(yàn) 傳感器的應(yīng)用課件 新人教版選修32
