用传感器制作自控装置　用传感器测磁感应强度

1、第四节用传感器制作自控装置 第五节用传感器测磁感应强度学 习 目 标知 识 脉 络1了解晶闸管的工作特点，利用传感器制作简单的自动控制装置2通过利用传感器制作自动控制装置的过程，培养动手能力和解决问题的能力3知道利用传感器测量磁感应强度的原理4体验探索自然规律的艰辛和成功的喜悦，培养团队精神.自 主 预 习·探 新 知知识梳理一、应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路1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2实验器材二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、定值电阻R(7.5 M)、灯泡L、多用电表、导线3实验原理由晶闸管VS与电灯L构成主回路，控制回路由R与R

2、G组成的分压器及二极管VD构成，如图3­4­1所示图3­4­1(1)当白天自然光线较强时，光敏电阻呈低电阻，与R分压后使晶闸管VS的门电极处于低电平，VS关断(2)当夜幕降临时，照在RG上的自然光线减弱，RG呈高阻，使VS的门电极处于高电平，VS获得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4二极管VD、晶闸管VS的特性(1)二极管：具有单向导电性当给二极管加正向电压时，它的阻值很小；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大(2)晶闸管VS：当晶闸管承受反向电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态当晶闸

3、管承受正向电压时，仅在门极承受正向电压情况下晶闸管才导通5实验步骤(1)将多用电表旋钮拨至R“×1 k”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R“×1 k”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(3)将多用电表旋钮拨至R“×1 k”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

4、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6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5 mm以上处焊接，焊接时间不易过长(3)注意二极管、晶闸管各极正确装入电路，不可错接、反接二、用磁传感器测磁感应强度1磁传感器是把磁感应强度变成电信号，从而实现磁感应强度测量的2用传感器测磁感应强度时，通电螺线管产生磁场，其方向符合安培定则基础自测1思考判断(1)光敏电阻随光照强度增加电阻变大(×)(2)二极管加正向电压时阻值很小()(3)随着科技的发展，传感器会应用在各行各业，生活的方方面面，可以完全取

5、代人的应用(×)(4)当路灯自动控制电路做好后，不能随意调整路灯点亮熄灭的起控点(×)(5)通电螺线管产生的磁场，其方向用右手定则判定(×)(6)磁传感器是把磁感应强度转变成电信号()【提示】(1)光敏电阻随光照强度增加电阻减小(3)不可以完全取代人的作用(4)能根据需要调整(5)用右手螺旋定则判定2利用半导体不可以制成的是() 【导学号：97752175】A标准电阻B热敏电阻C光敏电阻D晶体管A标准电阻是几乎不受温度影响的电阻，一般是用锰铜合金或镍铜合金制造的，故只选A3如图3­4­2所示为自动水位报警器的示意图，在水位低于B时，电磁铁所在的

6、控制电路部分断路，_灯亮；当水位升高到B时，电磁铁所在的控制电路部分接通，_灯亮图3­4­2【解析】控制电路断开时，继电器弹片在弹簧作用下弹起，接通绿灯所在回路，绿灯亮，控制电路接通时，继电器弹片在通电螺线管磁性作用下被吸下，接通红灯所在回路，红灯亮【答案】绿红合 作 探 究·攻 重 难应用光敏电阻制作光控自动照明电路如图3­4­3所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则()图3­4­3AA为低电平，LED发光BA为高电平，LED发光C无论A为高电平或低电平，LED均不发光D无论A为高电平或低电平，LED均发光BA为低

7、电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B正确(1)图中“”叫斯密特触发器，是一种具有特殊功能的“非”门(2)与物理学中的电路图不同，在涉及门电路的电路图时，表示的是电路中的逻辑关系，通常不把电流的通路完整地画出来针对训练1.如图3­4­4所示的光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 k，R2为330 .白天，光的强度较大，光敏电阻RG的电阻值较_，加在斯密特触发器A端的电压较_，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED_(填“导通”或“不导通”)；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到

8、一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED_(填“导通”或“不导通”)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的图3­4­4【解析】白天，光照强度较大，光敏电阻RG的电阻值较小，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(1.6 V)时，输出端Y会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白天熄灭，天暗自动开启的目的【答案】小低不导通导

9、通自动控制电路的分析与设计现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图3­4­5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，画出电路图并说明工作过程图3­4­5【解析】热敏电阻与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路【答案】电路图如图所示工作过程：闭合开关S，当温度低于设计值时，热敏电阻的阻值较大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通使电炉丝加热，当温度达到设计值时，热敏电阻的阻值减小到某一值，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

10、值时，又重复上述过程设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路的开关(2)分析自控电路的合理性电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求例如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光针对训练2如图3­4

11、73;6所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接则() 【导学号：97752176】图3­4­6A当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端B当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电

12、器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下，故B正确恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，故C、D错误当 堂 达 标·固 双 基1.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图3­4­7所示装置，向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()图3­4­7A应选用电流挡，温度升高时换用大量程测量B应选用电

13、流挡，温度升高时换用小量程测量C应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡D多用电表只有选择欧姆挡才能直接读出热敏电阻的阻值，当向杯内加入热水，多用电表的指针偏转角度较大，说明此时热敏电阻的阻值较小，故换用倍率小的挡，D项正确2.如图3­4­8所示为小型断电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱断电器与传感器配合可完成自动控制的要求，其工作方式是() 【导学号：97752177】图3­4­8AA与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联BA与B接信号

14、电压，C与D可跟被控电路并联CC与D接信号电压，A与B跟被控电路串联DC与D接信号电压，A与B跟被控电路并联A只有A、B接信号电压，产生变化电流通过线圈，在铁芯上对铁片P产生力的作用，才能达到自动控制的要求，所以A正确3. (多选)如图3­4­9是温度报警器的电路示意图，下面对此电路的分析正确的是()图3­4­9A当RT的温度升高时，其阻值减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当RT的温度升高时，其阻值减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声【答案】BC4.在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度t的变化关系如图3­4­10所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能对此，以下判断正确的是_(填序号)图3­4­10通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先减小后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变【解析】当温度由零升到t1的过程中，PTC