1、第四節(jié) 傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，更深切地體會(huì)傳感器的作用 2培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力 3提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),重點(diǎn)難點(diǎn)：1.對(duì)邏輯電路和集成電路的認(rèn)識(shí) 2光控開關(guān)電路的分析、組裝和調(diào)試 3溫度報(bào)警器的分析、組裝和調(diào)試 4學(xué)生對(duì)一些常用電子元器件的理解和使用要點(diǎn)的掌握 易錯(cuò)問題：對(duì)一些電路元件的用途及使用方法不了解而出錯(cuò),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識(shí)，練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制裝置 二、實(shí)驗(yàn)器材 1光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)：斯密特觸發(fā)器、發(fā)光二極管、二極管、繼電器、燈泡(6 V,0.3 A)、可變電阻R1(最大阻值51 k)、電阻R2(33

2、0 )、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,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,2溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)：斯密特觸發(fā)器、蜂鳴器、熱敏電阻、可變電阻R1(最大阻值1 k)、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源(5 V)、導(dǎo)線若干、燒杯(盛有熱水),三、實(shí)驗(yàn)原理 1光控開關(guān) (1)斯密特觸發(fā)器工作原理如圖641所示光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻，R1的最大電阻為51 k，R2為330 .,圖641,在白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A端的電

3、壓上升到某個(gè)值(1.6 V)，輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈亮了)，這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的,說明：要想在天暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值(1.6 V)，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗,(2)電磁繼電器工作原理,圖642,由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈模仿路燈，就要用繼電器來啟動(dòng)工作電路如圖642所示，其中圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器J，D為動(dòng)觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)當(dāng)線圈A中通電時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈A

4、中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧的作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與E分離，自動(dòng)切斷工作電路,(3)控制電路原理 天較亮?xí)r，光敏電阻阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值時(shí)，輸出端Y由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動(dòng)開啟；天明后，電阻RG電阻減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源,說明：(1)在控制電路中之所以并聯(lián)一只二極

5、管，是為了防止電磁繼電器釋放銜鐵時(shí)線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)損壞集成電路，二極管的存在可以提供自感電流的通路 (2)二極管具有單向?qū)щ娦?，在電路中不能反接，否則電磁繼電器將不能正常工作,2溫度報(bào)警器 常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高電平)，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，R1的阻值不同，則報(bào)警溫度不同,圖643,說明：要使熱敏電阻在感測(cè)到更低的溫度時(shí)報(bào)警，應(yīng)增大R1的阻值，R1阻值越大，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平

6、，則熱敏電阻阻值要求越大，即溫度越低,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1光控開關(guān)實(shí)驗(yàn) (1)按照電路圖641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，確保無誤 (3)接通電源，觀察強(qiáng)光照射光敏電阻和用黑紙包裹光敏電阻時(shí)發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài),2溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn) (1)按照電路圖643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，確保無誤 (3)接通電源、觀察熱敏電阻處于常溫環(huán)境時(shí)和置于熱水中時(shí)，蜂鳴器是否發(fā)聲,現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干如圖644所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路，要求溫度低于某一值時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，高于另一值時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路

7、圖并說明工作過程,課堂互動(dòng)講練,【思路點(diǎn)撥】直流電源E、熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路，交流電源與電爐絲R2及自動(dòng)開關(guān)S2構(gòu)成工作電路,圖644,【解析】電路圖如圖645所示，閉合開關(guān)S1，當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，S2接通電爐絲加熱當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，S2斷開，電爐絲斷電，停止加熱當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過程,【答案】見解析,圖645,【點(diǎn)評(píng)】熱敏電阻阻值隨溫度變化，控制電路中電流發(fā)生變化，通過改變電磁繼電器螺線管的電流來實(shí)現(xiàn)控制電路的目的,光敏電阻在各種自動(dòng)化裝置中有很多應(yīng)用，其中就可用于街道路燈的自動(dòng)控制開關(guān)如圖646為模擬電路，其中A為光敏電阻，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈，請(qǐng)連成正確的電路，達(dá)到日出燈熄，日落燈亮的效果,圖646,解析：電路連接如圖所示 當(dāng)天