实验：传感器的应用-教案-说课稿-教学设计

实验：传感器的应用【知识与技能】1．了解两个实验的基本原理。2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。【过程与方法】通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。【情感态度与价值观】在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的科学态度。[【教学重难点】★教学重点1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2．温度报警器的电路工作原理。★教学难点光控电路和温度报警器电路的工作原理。【教学过程】一、实验目的了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器制作自动控制装置．二、实验原理1．斯密特触发器当输入端电压上升到某一值(1.6V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25V)，当输入端电压下降到某一值(0.8V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4V)．2．普通二极管具有单向导电性．3．发光二极管具有单向导电性，同时还能发光．4．光控开关工作原理如图所示．图甲：白天，光强度较大，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Y输出高电平，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(相当于路灯亮了)．天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到0.8V时，输出端Y突然由低电平跳到高电平，发光二极管LED熄灭．这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的．图乙：控制电路原理：天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电压较低，则输出端Y输出高电平，继电器线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过继电器的线圈，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈中不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭，5．温度报警器工作原理如图所示．常温下，调整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)，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．三、实验器材1．光控开关实验斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6V，0.3A)、可变电阻R1(最大阻值51kΩ)、电阻R2(330Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、黑纸．2．温度报警器实验斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、烧杯(盛有热水)．四、实验步骤1．光控开关实验步骤(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)用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状态．(5)逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态．2．温度报警器实验步骤(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)用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声．(5)将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声．五、注意事项1．光控开关实验(1)安装前对器材进行测试，确保各元件性能良好后再进行安装．(2)二极管连入电路时，极性不能反接，否则继电器不能正常工作．(3)要想天暗时路