18-19第3章第4節(jié)用傳感器制作自控裝置第5節(jié)用傳感器測磁感應(yīng)強度

1、第四節(jié)用傳感器制作自控裝置第五節(jié)用傳感器測磁感應(yīng)強度學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 了解晶閘管的工作特點，利用傳感器制作簡單的自動控制裝置.2. 通過利用傳感器制作自動控制裝置的過程，培養(yǎng)動手能力和解決問題的能力.3. 知道利用傳感器測量磁感應(yīng)知識脈絡(luò)用傳感器制作自控裝置、測磁感應(yīng)強度自控電路的設(shè)計原理實驗電路的連接和操作用嗷傳感器測磁感市強度強度的原理.4. 體驗探索自然規(guī)律的艱辛和成功的喜悅，培養(yǎng)團隊精神.自主預(yù)習(xí)探新知知識梳理、應(yīng)用光敏電阻制作光控自動照明燈電路1. 實驗?zāi)康牧私馀c傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識，練習(xí)用傳感器制作自動控制裝置.2. 實驗器材二極管Vd、晶閘管Vs、光敏管阻Rg、定值電阻R(7.5

2、MQ、)燈泡L、多用電表、導(dǎo)線.3. 實驗原理由晶閘管Vs與電燈L構(gòu)成主回路，控制回路由R與Rg組成的分壓器及二極管Vd構(gòu)成，如圖3-4-1所示.圖3-4-1(1) 當(dāng)白天自然光線較強時，光敏電阻呈低電阻，與R分壓后使晶閘管Vs的門電極處丁低電平，Vs關(guān)斷.(2) 當(dāng)夜幕降臨時，照在Rg上的自然光線減弱，Rg呈高阻，使Vs的門電極處丁高電平，Vs獲得正向觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，燈L|.(3) 改變R的阻值，即改變其與Rg的分壓比，可調(diào)整電路的起控點.4. 二極管Vd、晶閘管Vs的特性(1) 二極管：具有單向?qū)щ娦?當(dāng)給二極管加正向電壓時,它的阻值很小;當(dāng)給二極管加反向電壓時，它的電阻很大.(2) 晶閘

3、管Vs：當(dāng)晶閘管承受反向電壓時，不論門極承受何種電壓，晶閘管都處丁關(guān)斷狀態(tài).當(dāng)晶閘管承受正向電壓時，僅在門極承受正向電壓情況下晶閘管才導(dǎo)通.5. 實驗步驟(1) 將多用電表旋鈕撥至R“X1k”擋，調(diào)零后，測量電阻R的阻值，檢查R是否符合要求.(2) 將多用電表旋鈕撥至R“X1k”擋，調(diào)零后，用兩表筆分別接二極管兩極，然后將兩表筆位置對調(diào).若兩次測量結(jié)果一次較小，一次很大，則二極管性能良好.(3) 將多用電表旋鈕撥至R“X1k”擋，紅表筆接晶閘管K極，黑表筆同時接通G、A極，在保持黑表筆不脫離A極狀態(tài)下斷開G極，指針指示幾十歐至一白歐，然后瞬時斷開A極再接通，若指針指示8位置，則表明晶閘管良好.

4、(4) 按照電路圖，將各元件焊接，安裝好.(5) 檢查各元件的連接，確保無誤.接通電源，觀察強光照射光敏電阻時和用黑紙包裹光敏電阻時燈泡L的狀態(tài).6. 注意事項(1) 安裝前，對所有器材進行測試，確保各元件性能良好后，再進行安裝.(2) 焊接時，管腳必須在離管殼5mm以上處焊接，焊接時間不易過長.(3) 注意二極管、晶閘管各極正確裝入電路，不可錯接、反接.二、用磁傳感器測磁感應(yīng)強度1. 磁傳感器是把磁感應(yīng)強度變成電信號，從而實現(xiàn)磁感應(yīng)強度測量的.2. 用傳感器測磁感應(yīng)強度時，通電螺線管產(chǎn)生磁虬其方向符合安培宗則.基礎(chǔ)自測1. 思考判斷(1) 光敏電阻隨光照強度增加電阻變大.(X)(2) 二極管

5、加正向電壓時阻值很小.(/)(3) 隨著科技的發(fā)展，傳感器會應(yīng)用在各行各業(yè)，生活的方方面面，可以完全取代人的應(yīng)用.(X)(4) 當(dāng)路燈自動控制電路做好后，不能隨意調(diào)整路燈點亮熄滅的起控點.(X)(5) 通電螺線管產(chǎn)生的磁場，其方向用右手定則判定.(X)(6) 磁傳感器是把磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)變成電信號.(V)【提示】(1)光敏電阻隨光照強度增加電阻減小.(3) 不可以完全取代人的作用.(4) 能根據(jù)需要調(diào)整.(5) 用右手螺旋定則判定.2.利用半導(dǎo)體不可以制成的是()【導(dǎo)學(xué)號：97752175】A. 標(biāo)準(zhǔn)電阻B.熱敏電阻C.光敏電阻D.晶體管A標(biāo)準(zhǔn)電阻是幾乎不受溫度影響的電阻，一般是用鋌銅合金或銳銅合

6、金制造的，故只選A.3. 如圖3-4-2所示為自動水位報警器的示意圖，在水位低于B時，電磁鐵所在的控制電路部分?jǐn)嗦?，T亮；當(dāng)水位升高到B時，電磁鐵所在的控制電路部分接通，T亮.圖3-4-2【解析】控制電路斷開時，繼電器彈片在彈簧作用下彈起，接通綠燈所在回路，綠燈亮，控制電路接通時，繼電器彈片在通電螺線管磁性作用下被吸下，接通紅燈所在回路，紅燈亮.【答案】綠紅合作探究玫重難囹點11應(yīng)用光敏電阻制作光控自動照明電路如圖3-4-3所示為一個邏輯電平檢測電路，A與被測點相接，貝U(圖3-4-3A. A為低電平，LED發(fā)光B. A為高電平，LED發(fā)光C. 無論A為高電平或低電平，LED均不發(fā)光D. 無論

7、A為高電平或低電平，LED均發(fā)光BA為低電平時，Y為高電平，LED的電壓小，不發(fā)光；A為高電平時,Y為低電平，LED的電壓大，發(fā)光，故B正確.(1) 圖中叫斯密特觸發(fā)器，是一種具有特殊功能的“非”門.(2) 與物理學(xué)中的電路圖不同，在涉及門電路的電路圖時，表示的是電路中的邏輯關(guān)系，通常不把電流的通路完整地畫出來.針對訓(xùn)練1. 如圖3-4-4所示的光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，Rg為光敏電阻，Ri的最大電阻為51kQ,R2為330Q白天，光的強度較大，光敏電阻Rg的電阻值較加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED(填“導(dǎo)通”或“不導(dǎo)通”)；當(dāng)天色暗到一定程度時,

8、Rg的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個值(1.6V),輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED(填“導(dǎo)通”或“不導(dǎo)通”)，這樣就達到了使路燈白天熄滅，天暗自動開啟的目的.圖3-4-4【解析】白天，光照強度較大，光敏電阻Rg的電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時，Rg阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個值(1.6V)時，輸出端Y會突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管第4頁LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)丁路燈亮了），這樣就達到了使路燈白天熄滅，天暗自動開啟的目的.【答案】小低不導(dǎo)通導(dǎo)

9、通|.<2|自動控制電路的分析與設(shè)計現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干.如圖3-4-5所示，試設(shè)計一個溫控電路.要求溫度低丁某一溫度時,電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，乂可以自動斷電，畫出電路圖并說明工作過程.圖3-4-5【解析】熱敏電阻與滑動變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路.【答案】電路圖如圖所示.工作過程：閉合開關(guān)S,當(dāng)溫度低丁設(shè)計值時，熱敏電阻的阻值較大，通過電磁繼電器的電流不能使它工作，K接通使電爐絲加熱，當(dāng)溫度達到設(shè)計值時，熱敏電阻的阻值減小到某一值，通過電磁繼電器的電流達到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱.當(dāng)溫度低丁設(shè)計值時，乂重復(fù)

10、上述過程.設(shè)計自動控制電路時，一般按照以下的思路進行（1）根據(jù)題目給出的儀器和要求畫出控制電路和工作電路控制電路由電源、開關(guān)、光敏電阻（或熱敏電阻等其他敏感元件）、電磁繼電器和導(dǎo)線等組成；工作電路由電源、用電器（燈泡、電熱絲或其他用電器）、導(dǎo)線等組成.這兩個電路相互獨立，乂通過電磁繼電器相關(guān)聯(lián)，電磁繼電器實際上是工作電路的開關(guān).分析自控電路的合理性電路設(shè)計完成后，要對它的合理性進行分析，用光照射光敏電阻或?qū)崦綦娮杓訜?，檢查工作電路的接通和斷開是否符合實際要求.例如，自控路燈電路的設(shè)計要求是白天切斷工作電路，使路燈熄滅，晚上接通工作電路，使路燈發(fā)光.針對訓(xùn)練如圖3-4-6所示為用熱敏電阻R和繼

11、電器L等組成的一個簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而減小.電源甲與繼電器、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器（圖中未畫出）相連接.則（）【導(dǎo)學(xué)號：97752176】圖3-4-6A. 當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下B. 當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下C. 工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D. 工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、C端B當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對銜鐵P吸引力減小，P將不會被吸下，故A錯誤.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對銜鐵P吸引力增大，P將會

12、被吸下，故B正確.恒溫箱內(nèi)溫度高到一定數(shù)值后，應(yīng)與電源斷開停止加熱，由以上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開，所以工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端，故C、D錯誤.當(dāng)堂達標(biāo)固雙基1.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實驗中，安裝好如圖3-4-7所示裝置，向杯內(nèi)加入冷水，溫度計的示數(shù)為20C,多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，讀出熱敏電阻的阻值Ri,然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計的示數(shù)為60C,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正確的是（）圖3-4-7A. 應(yīng)選用電流擋，溫度升高時換用大量程測量B. 應(yīng)選用電流擋，溫度升高時換用小量程測量C. 應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋D.

13、應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋D多用電表只有選擇歐姆擋才能直接讀出熱敏電阻的阻值，當(dāng)向杯內(nèi)加入熱水，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明此時熱敏電阻的阻值較小，故換用倍率小的擋，D項正確.如圖3-4-8所示為小型斷電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈，P為可繞。點轉(zhuǎn)動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱.斷電器與傳感器配合可完成自動控制的要求，其工作方式是（）【導(dǎo)學(xué)號：97752177圖3-4-8A. A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路申聯(lián)B. A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián)C. C與D接信號電壓，A與B跟被控電路申聯(lián)D. C與D接信號電壓，A與B跟被控

14、電路并聯(lián)A只有A、B接信號電壓，產(chǎn)生變化電流通過線圈，在鐵芯上對鐵片P產(chǎn)生力的作用，才能達到自動控制的要求，所以A正確.（多選）如圖3-4-9是溫度報警器的電路示意圖，下面對此電路的分析正確的是（）圖3-4-9A. 當(dāng)Rt的溫度升高時，其阻值減小，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲B. 當(dāng)Rt的溫度升高時，其阻值減小，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲C. 當(dāng)增大Ri時，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲D. 當(dāng)增大Ri時，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲【答案】BC在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸徹等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率p隨溫度t的變化關(guān)系如圖3-4-10所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能.對此，以下判斷正確的是國序號）.通電后，其電功率先增大后減小通電后，其電功率先減小后增大當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在tl不變當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在tl和t2之間的某一值不變【解析】當(dāng)溫度由零升到ti的過程中，PTC的電阻率P隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，滅蚊器