【成才之路】高中物理 第六章 传感器第三节 实验：传感器的应用课件 新人教版选修3VIP免费

※了解光控开关的工作原理※了解温度报警器的工作原理下图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．请探究它的工作原理．1．斯密特触发器斯密特触发器性能特别，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________跳到________(0.25V)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8V)，Y会从________跳到________．斯密特触发器可以将连续变化的________转换为突变的________，而这正是进行光控所需要的．2．逻辑电路中的高低电平在逻辑电路中，常把电势的高低叫做________的高低，“输出低电平”的意思是，输出端处于________的状态．斯密特触发器是具有特殊功能的________，常用符号________表示．答案：1.高电平；低电平；低电平；高电平(3.4V)；模拟信号；数字信号2．电平；低电势；非门；(1)工作原理(见课本图6.4－2)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管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.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，R1的阻值不同，则报警温度不同．注意：要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．如图所示为低压控制电路操纵路灯工作的电路，试分析其工作原理．解析：(1)电磁继电器的工作原理因集成电路允许通过的电流较小，白炽灯泡工作电流较大，所以使用继电器来启闭工作电路．如图所示虚线框内是电磁继电器J，D为动触点，E为静触点．当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触点D向下与E接触，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．(2)控制电路原理天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．在如图所示模仿路灯光控实验中，要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？说明理由．答案：应该把R1调大些，由实验可知，当RG较大时，非门输入端才为高电平，输出端Y为低电平，发光二极管才发光(或继电器工作)，把R1调大，使得RG更大时才出现上述情况，所以当天更暗时，RG更大时，路灯才会点亮.如图所示：1是弹簧，2是衔铁，3是触点，4是电磁铁，5是热敏电阻，6是滑动变阻器，7是电铃，它们组成一种温度自动报警电路．说明这种简单温度自动报警电路的工作原理．解析：当热敏电阻的温度升高时，电阻减小，电磁铁电路中电流增大，当电流达到一定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合，电铃发声报警．当温度下降后，电阻增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电铃电路断开，电铃不发声．在蜂鸣式温度报警器电路中，若将RT和R1两电阻位置互换，R1取适当阻值，如图所示，还仍能报警吗？为什么？答案：变成了低温报警器．因为温度降低时，热敏电阻RT阻值增大，有可能使非门输入端A出现高电平，Y端出现低电平，蜂鸣器中有电流通过而发声，温度越高，RT减小，A端为低电平，蜂鸣器不能发声．