高中物理 第六章 第三节 实验：传感器的应用课件 新人教版选修3-2.ppt

传感器的应用,1. 斯密特触发器是具有特殊功能 的非门。符号_。,斯密特触发器,1. 斯密特触发器是具有特殊功能的 非门。符号_。,2.其有何特点？,1. 斯密特触发器是具有特殊功能的 非门。符号_。,2.其有何特点？,输入1.6V(高电平)，输出0.25V(低电平) 输入0.8V(低电平)，输出3.4V(高电平),斯密特触发器可以将连续变化的 模拟信号转换为突变的数字信号,实验1：路灯光控开关实验,图中LED是路灯，试分析该电路如何做 到在天色暗时让路灯自动点亮，而在天明时 自动熄灭？,工作原理,实验1：路灯光控开关实验,白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较 小，加在斯密特触发器A端的电压较低，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的阻值增大到一定值，斯 密特触发器的输入端A的电压上升到某个值 (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)，这样 就达到了使路灯天明熄灭， 天暗自动开启的目的,工作原理,实验1：路灯光控开关实验,1. 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的 阻值调大些还是调小些？为什么？ 应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触 发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V），就 需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。 2. 用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？ 由于集成电路允许通过的电流较小，要用白 炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电 路如下图所示。,思考与讨论,电磁继电器的工作原理,电磁继电器的工作原理,当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸 引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E 接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零 时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉 起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路,光照时，RG阻 值_，A为_ 电平，Y为_电 平，继电器中无电流 不工作，灯泡_ （填“亮”或 “不 亮”），无光或弱光时，RG阻值_， A为_电平，Y为_电平，继电器 有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通， 灯泡_（填“亮”或“不亮”）。,试分析其工作原理？,光照时，RG阻 值_，A为_ 电平，Y为_电 平，继电器中无电流 不工作，灯泡_ （填“亮”或 “不 亮”），无光或弱光时，RG阻值_， A为_电平，Y为_电平，继电器 有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通， 灯泡_（填“亮”或“不亮”）。,试分析其工作原理？,高,不亮,较小,低,光照时，RG阻 值_，A为_ 电平，Y为_电 平，继电器中无电流 不工作，灯泡_ （填“亮”或 “不 亮”），无光或弱光时，RG阻值_， A为_电平，Y为_电平，继电器 有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通， 灯泡_（填“亮”或“不亮”）。,试分析其工作原理？,高,不亮,高,较大,亮,低,较小,低,蜂鸣器两端的直流电压为46V时会发声,简述工作原理？,实验2 温度报警器,工作原理,实验2 温度报警器,工作原理,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 端由高电平跳到低 电平，蜂鸣器通 电，从而发出报警 声，Rl的阻值不同, 则报警温度不同,实验2 温度报警器,怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？,思考与讨论,怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？,应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯 密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻 阻值要求越小，即温度越高,思考与讨论, ,教材P61T1,1. 某同学设计了一个加速度计，如图6.2-10所 示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块 两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片， 它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离 成正此。这个装置实际上是一个加速度传感器。 两个电池E的电压相 同。按图连接电路后，电 压表指针的零点调在中央， 当P端的电势高于Q端时， 指针向零点右侧偏转。, ,你认为他的设计在原理上可行吗?将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个方向偏转?,1. 该同学是依据牛顿第二定律和胡克定 律设计的，电路在原理上可行，当滑动片P在 滑动变阻器中央时，P、Q等势，电压表指针 指中央零点。 这个装置可以同时测出加速度大小和方 向，大小可通过电压表 示数大小表示，方向可 通过偏转方向判定。 当物体具有图示方 向的加速度a时，滑块2,解答与说明,将向左移，带动变阻器的滑片4移向中点左 方；变阻器右端电阻大，故电流流过滑动变 阻器时电势降落大；Q点电势高于P点，则指 针应向零点左侧偏转。,在电流大小不变 时，UQP x 则， UQP a 加速度越大，指 针偏转越大。, ,教材P61T2,2. 如图6.2-ll所示，图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。,图6.2-ll 简单的恒温箱温控电路, ,(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还 是C、D端? (2)如果要使恒温箱内的温度保持100C，可 变电阻R的值应调节为多少?,图6.2-ll 简单的恒温箱温控电路,（1）应将加热器接在A、B端。,（2）由甲图查出热敏电阻在t温=100C 时，R=50，设RJ为继电器线圈的电阻。 则继电器电路中电流在t 温=100C时， 。代得数据得：R=100。,解答与说明,1. 图6.3-4是一个简单的磁控防盗报警装置。 门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对 的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管接入图示的 电路。睡觉前连接好 电路，当盗贼开门时， 蜂鸣器就会叫起来。 请说明它的工作 原理，最好通过实验 模拟这个电路的工作。,教材P64T1,1. 门关闭时，干簧管内两个簧片被磁化而吸 合，使触发器(非门)的输入端为低电平，则其输 出端为高电平，与电源的电压很接近。于是蜂鸣 器两端的电压很小，不会发声。若盗贼将门打 开，永磁体就远离干簧管，因而两个簧片分离， 使触发器(非门)的输入端跳变为高电平，则其输 出端变为低电平。于是蜂鸣器两端达到了工作电 压，就发出叫声报警。 使用本节课内实验2的器材，将热敏电阻改 为干簧管，再找一块小的永磁体，就可以做这个 实验了。,解答与说明,2. 请你设计一个电热水器的控制方 案。要求水烧开时自动断电，而在水温低 于沸点约10C时又自动加热。同时还要有 手动开关，必要时可以在任何温度下立即 加热。,教材P64T2,2. 如图6-18所示。A为双金属片，一端固定 在金属杆上，另一端固定与金属杆b构成一对触 点。将它密封在玻璃罩B内，成为温度传感器， 浸入热水器C的水中， J为电磁继电器的线 圈，a为该继电器的 常开触点，R为大功 率电热元件，常温下， 双金属片A与触点b接 触，继电器触点a吸合， 电热元件通电发热。,解答与说明,当