高中物理 第三章 传感器 第四节 用传感器制作自控装置学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP免费

第四节用传感器制作自控装置1.了解与传感器技术相关的物理知识．2.练习用传感器制作自动装置．,[学生用书P64])应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路1．实验器材二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、定值电阻R(7.5MΩ)、灯泡L、万用表、导线．2．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RG组成的分压器及二极管VD构成，如图所示．(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呈高电阻，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．说明：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．3．实验步骤(1)将多用电表旋钮拨至R×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R×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．(3)将多用电表旋钮拨至R×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．4．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．自动控制电路的实例分析[学生用书P64]1．光控开关(1)电路如图所示．(2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4V)．(3)光控开关的原理：白天，光照强度较大，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)，这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的．2．温度报警器(1)电路如图所示．(2)工作原理：常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器输入端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的电压升高，当达到某一值(高电平)时，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，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度．如图所示的光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2为330Ω.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________；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________发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．[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(电平指某个端点与“地”之间的电压)，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(1.6V)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...