高中物理 第3章 传感器 第4节 用传感器制作自控装置课件 粤教版选修32.ppt

第四节用传感器制作自控装置 1 发生地震灾害时 救援队借助 生命探测仪 可以发现深埋在废墟中的伤员 根据所学知识 你认为 生命探测仪 可能用到了 a 红外线传感器b 压力传感器c 振动传感器d 电容传感器 答案 a 课前 自主学习 2 嫦娥一号 卫星上装有8种24件探测仪器 其中可能有 a 味觉传感器b 气体传感器c 听觉传感器d 视觉传感器 答案 d 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 二极管 在正向电压作用下电阻很小 处于导通状态 在反向电压作用下电阻很大 处于截止状态 2 晶闸管 有三个极 阳极a 阴极k 控制极g 工作时 它的阳极a和阴极k与电源和负载连接组成晶闸管的主电路 晶闸管的控制极g和阴极k与控制装置相连 组成控制电路 当晶闸管承受反向阳极电压时 不管控制极承受何种电压 晶闸管都处于关断状态 当晶闸管承受正向阳极电压时 仅在控制极承受正向电压的情况下晶闸管才导通 3 电路及工作原理由晶闸管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 如下图所示 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呈高阻 使vs的门电极处于高电平 vs获正向触发电压而导通 灯l亮 3 改变r的阻值 即改变其与rg的分压比 可调整电路的起控点 三 实验器材二极管vd 晶闸管vs 光敏电阻rg 电阻r 7 5m 灯泡l 多用电表 导线 焊接用具等 实验透视 一 实验过程1 将多用电表旋钮拨至 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 1k 挡 调零后 用两表笔分别接二极管两极 然后将两表笔位置对调 若两次测量结果一次较小 一次很大 则二极管性能良好 课堂 优化整合 3 将多用电表旋钮拨至 1k 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 位置 则表明晶闸管良好 4 按照电路图 将各元件焊接 安装好 5 检查各元件的连接 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 二 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 2 焊接时 管脚必须在离管壳5mm以上处焊接 焊接时间不宜过长 3 注意二极管晶闸管各极正确接入电路 不可错接 反接 现有热敏电阻 电炉丝 电源 电磁继电器 滑动变阻器 开关和导线若干 如下图所示 试设计一个温控电路 要求温度低于某一温度时 电炉丝自动通电供热 超过某一温度时 又可以自动断电 画出电路图说明工作过程 例1 解析 热敏电阻r1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路 答案 电路图如下图所示 工作过程 闭合s 当温度低于设计值时热敏电阻阻值大 通过电磁继电器的电流不能使它工作 k接通电炉丝加热 当温度达到设计值时 热敏电阻减小到某值 通过电磁继电器的电流达到工作电流 k断开 电炉丝断电 停止供热 当温度低于设计值 又重复前述过程 题后反思该电路可以用于恒温箱 自动孵化器等 电路设计是高中电学应了解的内容 对于培养能力 理论联系实际将起到推动作用 也是高考的趋向 1 请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路 提供的仪器 光敏电阻 小灯泡 电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线若干 答案 电路设计如下图所示 原理简述 据光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小 当白天时 照射光敏电阻的光强度大 r1阻值减小 电流增大 电磁铁把衔铁p吸下使b脱离a 切断电灯电路 夜晚时相反 如下图所示 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 s1 s2分别为触头开关 s为开关 j为电池 请利用上述器材 设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置 例2 1 连接电路图 2 简述其工作原理 涉及的元件可用字母代替 答案 1 如下图所示 2 按图接好电路 合上开关s 水泵工作 水位升高 当浮子上升使b接触到s1时 左侧电路 控制电路 工作 电磁铁f有磁力 拉下衔铁e 使s2断开 电动机停止工作 当水位下降 使b与s1脱离接触 控制电路停止工作 电磁铁f无磁性 d拉动e 使s2接通 m工作 题后反思电路设计是高中电学应了解的内容 对于培养能力 理论联系实际将起到推动作用 也是高考的趋向 2 下图是光控路灯开关电路图 请分析讨论后写出它的工作原理 答案 无光照时 光敏电阻rl的阻值很大 大于1m 因此三极管的基极电流ib很小 集电极电流i