2025版高考物理一轮总复习知识梳理第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器实验16利用传感器制作简单的自动控制装置

试验十六利用传感器制作简洁的自动限制装置一、试验目的1．相识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。2．学会利用传感器制作简洁的自动限制装置。二、试验原理1．常见传感器元件(1)金属热电阻：有些金属随温度上升电阻增大。(2)NTC热敏电阻：有些半导体随温度上升电阻减小。(3)光敏电阻：光照越强，电阻越小。(4)电阻应变片：由R＝ρeq\f(L,S)可知，受到拉力时，电阻变大，受到压力时，电阻变小。2．传感器及其工作原理传感器的工作原理：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们依据确定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断把非电学量转换为电学量，可以很便利地进行测量、传输处理和限制。传感器应用的一般模式如图所示：三、门窗防盗报警装置1．试验目的(1)了解门窗防盗报警装置的工作原理。(2)练习运用传感器自动限制设备。2．示意图及电路图3．试验器材和装置(1)干簧管SA：作为传感器，感知磁体M磁场是否存在。(2)继电器(虚线框部分)：作为执行装置。(3)发光二极管LED：作为电路正常工作提示。(4)电阻R：作为发光二极管的限流电阻，起疼惜作用。(5)蜂鸣器H：作为报警提示。4．电路工作原理闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。干簧管在电路中起传感器和限制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关。5．试验操作(1)连接电路前，要先推断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体干脆靠近干簧管，视察簧片能否正常动作。(2)确定各元件可以正常工作后，依据电路图连接电路。(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别视察试验现象。四、光控开关1．试验目的(1)了解光控开关电路及限制原理。(2)会组装光控开关。2．电路如图所示3．工作原理当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。4．试验器材发光二极管LED、晶体三极管VT、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻RG、集成电路试验板、直流电源、导线若干、黑纸、小灯泡L。5．试验步骤(1)依据电路图连接电路，检查无误后，接通电源。(2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调整电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。(3)遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。(4)让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。6．留意事项(1)安装前，对试验器材进行测试，确保各元件性能良好后