2019-2020学年高中物理传感器用传感器制作自控装置学案粤教版2

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.新知探究程理知识务实星砒.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。5 MQ )、 灯?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.Lp0IJN4007*%,守 我220 V A艮5 M .(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

2、的门电极处于高电平，Vs获正向触发电压而与通，灯L亮.(3)改变R的阻值，即改变其与Rg的分压比，可调整电路的起控学必求其心得，业必贵于专精说明：二极管Vd,晶闸管Vs的特性.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.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寻多用电表旋钮拨至RX 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 Rx 1k挡，调零后，用两表笔分别接 二极管两极，然后

3、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»各多用电表旋钮拨至Rxik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 8位置，则表明晶闸管良好.(4旗照电路图，将各元件焊接，安装好.(5瀚查各元件的连接，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后，再 进行安装.学必求其心得，业必贵于专精(2)焊接时，管脚必须在离管壳 5 mm以上处焊接，

4、焊接时间不 宜过长.(3心意二极管、晶闸管各极正确接入电路，不可错接、反接.多维课:突破疑难，讲缘提升知识点1自动控制电路的实例分析学生用书P641 .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。6 V) 时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),而当输入端A的 电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3。 4 V).(3)光控开关的原理：白天,光照强度较大，光敏电阻Rg阻值较小, 加在斯密特触发器输入端 A的电压较低，则输出端丫输出高电平，发 光二极管LE

5、D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。6 V,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Ri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A的电压升高，当达到某一值（高电平）时，其输出端丫由高电 平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声.Ri的阻值不同，则报 警温度不同，可以通过

6、调节Ri来调节蜂鸣器的灵敏度.例1力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，Ri的最大电阻为51 k QR2为330 Q .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,则输出端丫输出高电平，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（1.6 V）,输出端丫突 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，加 在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端 丫

7、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简单的恒温控制电路 小.电源甲与继电器、 加热器（图中未画出），其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减Z1,学必求其心得，业必贵于专精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.答案小低不与通与通卫.眼陛调练1.如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱 相连接.则（）A.当温度降低到某一数值，

8、衔铁 P将会被吸下B.当温度升高到某一数值，衔铁 P将会被吸下C.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 C、D端D.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、C端解析：选Bo当温度降低到某一数值，热敏电阻 R的阻值增大， 电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下， 故A错误.当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路 中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大,P将会被吸下，故B正 确.恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以 上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温 箱内的加热器接在A、B端.故C、D错误.学必求其心得，业必贵于专精知识点2自

9、动控制电路的设计学生用书 P65设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行：1 .根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路：控制 电路由电源、开关、光敏电阻（或热敏电阻等其他敏感元件卜电磁 继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器（灯泡、电热丝或 其他用电器卜导线等组成.这两个电路相互独立，又通过继电器相 关联，继电器实际上是工作电路的开关.2 .分析自控电路的合理性：电路设计完成后，要对它的合理性 进行分析，用光照射光敏电阻或给热敏电阻加热，检查工作电路的 接通和断开是否符合实际要求.比如，自控路灯电路的设计要求是 白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯点亮 发光.例

10、2】光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中有可用于 路灯自动控制的开关.如图所示为实验所用器材，其中A为光敏电 阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯，请连成电路， 达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果，并说明此电路的工作原理.思路点拨这类自动控制装置的基本流程：外界因素一敏感元 件一电流信号-放大电路一电磁继电器-受控电路.解析如图所示.-220 V触点n原理：白天，光照强，光敏电阻 A阻值小，控制电路中电流大， 电磁铁磁力强，将衔铁吸合，两触点分离，路灯电路不通 ，灯不亮; 傍晚，日落后光照弱，光敏电阻 A阻值大，控制电路中电流小，电磁 铁磁力弱，衔铁向上移使两触点接触，路灯电路接通 ，灯亮.答案见解析跟踪训练2如图所示,A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池,M是带水泵的电动机，D是弹簧,E是衔铁，F是电磁 铁，Si、&分别为触点开关，S为开关，J为电池.请利用上述材料 设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置.（1娃接电路图；（2）简述其工作原理