第六章：传感器第六章：传感器 第第 3 3 节：实验：传感器的应用节：实验：传感器的应用 本课的设计思路是：首先通过教师和学生共同本课的设计思路是：首先通过教师和学生共同探讨光空开关和温度报警器的原理，然后通过对实探讨光空开关和温度报警器的原理，然后通过对实验的观察、思考和探究，进一步理解两种传感器的验的观察、思考和探究，进一步理解两种传感器的工作原理和设计思路。有条件的学校可以让学生在工作原理和设计思路。有条件的学校可以让学生在课堂上自己组装实验。课堂上自己组装实验。 教学时通过实例，让学生感受传感器的巨大作教学时通过实例，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。的情感和崇尚科学的精神。1.理解光控开关、温度报警器的工作原理。2.理解光控开关、温度报警器的灵敏度调节原理。3.会用传感器制作简单的自动控制设备。1.斯密特触发器：当输入端电压上升到某一值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降到某一值(0.8V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)。2.普通二极管：具有 。3.发光二极管：具有 ，同时还能_。 单向导电性单向导电性发光 如图所示光控电路，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 k，试分析其工作原理思思 考考 讨讨 论论实验实验实验实验1 1：光控开关：光控开关：光控开关：光控开关控制电路原理控制电路原理 天较亮时天较亮时，RG阻值较小，输出端阻值较小，输出端Y输出高电平，线输出高电平，线圈中无电流，圈中无电流，工作电路不通工作电路不通；天较暗时天较暗时，RG电阻增大，电阻增大，输入端输入端A电势升高到一定值，输出端电势升高到一定值，输出端Y跳到低电平，有电跳到低电平，有电流通过流通过A，路灯开启路灯开启；天明后天明后，RG阻值减小，输入端阻值减小，输入端A电电势降低到一定值，输出端势降低到一定值，输出端Y跳到高电平，跳到高电平，路灯熄灭路灯熄灭实验实验实验实验1 1：光控开关：光控开关：光控开关：光控开关例例1如图所示为一个如图所示为一个逻辑电逻辑电平检测电路平检测电路，A与被测点相接，与被测点相接，则则()AA为低电平，为低电平，LED发光发光BA为高电平，为高电平，LED发光发光CA为低电平，为低电平，LED不发光不发光DA为高电平，为高电平，LED不发光不发光Y为高电平LED的电压小不发光Y为低电平LED的电压大发光实验实验实验实验1 1：光控开关：光控开关：光控开关：光控开关实验实验1 1：光控开关：光控开关思思 考考 讨讨 论论 用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？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泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路 图所示电磁继电器工作图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电电路，图中虚线框内即为电磁继电器，磁继电器，D D为动触点，为动触点，E E为为静触点试分析电磁继电器静触点试分析电磁继电器的工作原理的工作原理实验实验2：温度报警器：温度报警器斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，滑动变阻器器，滑动变阻器 常温下，调整常温下，调整R1阻值使输入端阻值使输入端A处于低电平，输出端处于低电平，输出端Y处于高处于高电平，蜂鸣器无电流不发声；温度升高时，热敏电阻电平，蜂鸣器无电流不发声；温度升高时，热敏电阻RT阻值减阻值减小，输入端小，输入端A电势升高到某一值，其输出端跳到低电平，蜂鸣器电势升高到某一值，其输出端跳到低电平，蜂鸣器通电发出报警声，通电发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同的阻值不同，则报警温度不同2 2工作原理工作原理1 1电路组成电路组成实验实验2：温度报警器：温度报警器3 3报警温度调节报警温度调节 要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小应减小R1的阻值，的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则输入端达到高电平，则热敏电阻阻值热敏电阻阻值要求要求越小越小，即，即温度越高。温度越高。例例2温度报警器电路温度报警器电路如图所示，常温下，调整如图所示，常温下，调整_的阻的阻值使斯密特触发器的输入端值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y处于高处于高电平，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，热敏电阻敏电阻RT阻值阻值_，斯密特触发器的输入端，斯密特触发器的输入端A电势电势_，当达到某一值，当达到某一值(高电平高电平)时，其输出端由高电平跳到时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声R1的阻值不同，则报的阻值不同，则报警温度不同警温度不同R1 减小减小 升高升高 实验实验实验实验2 2：温度报警器温度报警器温度报警器温度报警器 要求不发声针对训练针对训练1如图所示，是一个火警如图所示，是一个火警报警装置的逻辑电路图报警装置的逻辑电路图RT是一个是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，时电阻值很小，R是一个阻值较小的是一个阻值较小的分压电阻分压电阻(1)要做到低温时电铃不响，火警时要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，在图中虚线处产生高温，电铃响起，在图中虚线处应接入怎样的元件？应接入怎样的元件？(2)为什么温度高时电铃会被接通？为什么温度高时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，警温度调得稍低些，R的值应大一些的值应大一些还是小一些？还是小一些？(3) 若若R较大，则较大，则RT两端的电压两端的电压不太高，外界温度不太高时，就不太高，外界温度不太高时，就能使能使P、X之间电压降到低电压之间电压降到低电压输入，电铃就能发声因此输入，电铃就能发声因此R较较大，反应较灵敏大，反应较灵敏“非”门(1) RT的阻值很大P、X之间电压较大P、X之间电压降低“非”门输出高电压电铃响起(2) RT阻值减小实验实验实验实验2 2：温度报警器温度报警器温度报警器温度报警器光控开关电路分析光控开关电路分析 光敏电阻在各种自动化装置中光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关，如图所示路灯的自动控制开关，如图所示为模拟电路，其中为模拟电路，其中A为光敏电阻，为光敏电阻，B为电磁继电器，为电磁继电器，C为照明电路，为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，为路灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄，日落灯亮的效果达到日出灯熄，日落灯亮的效果当天亮时，光敏电阻减小，控制回路电流增大，电磁继电器B工作，触点断开，路灯熄灭夜晚降临，光敏电阻增大控制回路电流减小，触点接通，路灯点亮 实验实验实验实验2 2：温度报警器温度报警器温度报警器温度报警器