傳感器的應(yīng)用(二)

高二物理第六章傳感器的應(yīng)用（二）三、光傳感器的應(yīng)用--火災(zāi)報警器閱讀教材第59頁，思考并回答有關(guān)問題。簡述煙霧散射火災(zāi)報警器的工作原理？

答:報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二

極管LED、光電三極管和不透明的擋板。

平時，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，

呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。煙霧進入罩內(nèi)后對光有

散射作用，使部分光線照射到光電三極管

上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢

測出這種變化，就會發(fā)出警報。

把光敏電阻、多用表的直流電流擋和

干電池按照圖6.3-6甲連成電路，這樣就能

對光照的強度進行比較性測量。光敏電阻

受到的光照越強，電路中的電流越大。[實驗]測量光照的強度

白天，將它放在教室中適合閱讀的

地方，記下電流表的讀數(shù)。晚上，用它

來檢測燈光對書桌的照明。比較兩者的

差別。

還可以按

照圖6.3-6乙、

把光敏電阻R的

引腳穿過硬泡

沫塑料板Z而固

定，再罩上內(nèi)壁涂黑、長度足夠的遮光筒T，

避免雜散光的干擾。然后分別把不同的光源

L（如蠟燭、幾種不同功率的白熾燈泡、日光

燈管等）都放在與光敏電阻相同距離（例如

1m）的位置，比較它們的亮度。 1.斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能

的非門。符號_______。三、斯密特觸發(fā)器 1.斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能

的非門。符號_______。2.其有何特點？ 1.斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能

的非門。符號_______。2.其有何特點？輸入1.6V(高電平)，輸出0.25V(低電平)輸入0.8V(低電平)，輸出3.4V(高電平)

斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號[實驗1]：路燈光控開關(guān)實驗

圖中LED是路燈，試分析該電路如何做

到在天色暗時讓路燈自動點亮，而在天明時

自動熄滅？工作原理[實驗1]：路燈光控開關(guān)實驗白天，光強度較大，光敏電阻RG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；當天色暗到一定程度時，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個值(1.6V)，輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光

(相當于路燈亮了)，這樣

就達到了使路燈天明熄滅，

天暗自動開啟的目的．工作原理[實驗1]：路燈光控開關(guān)實驗

1.要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？

[思考與討論]

1.要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？

應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值（如1.6V），就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。

2.用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？

[思考與討論]

1.要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？

應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值（如1.6V），就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。

2.用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？

由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路．如下圖所示。[思考與討論]電磁繼電器的工作原理電磁繼電器的工作原理當線圈A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路．

光照時，RG阻

值____，A為______

電平，Y為______電

平，繼電器中無電流

不工作，燈泡______

（填“亮”或“不

亮”），無光或弱光時，RG阻值_______，

A為_____電平，Y為______電平，繼電器

有電流，吸引銜鐵使觸點接觸，電路接通，

燈泡______（填“亮”或“不亮”）。試分析其工作原理？

光照時，RG阻

值____，A為______

電平，Y為______電

平，繼電器中無電流

不工作，燈泡______

（填“亮”或“不

亮”），無光或弱光時，RG阻值_______，

A為_____電平，Y為______電平，繼電器

有電流，吸引銜鐵使觸點接觸，電路接通，

燈泡______（填“亮”或“不亮”）。試分析其工作原理？高不亮較小低

光照時，RG阻

值____，A為______

電平，Y為______電

平，繼電器中無電流

不工作，燈泡______

（填“亮”或“不

亮”），無光或弱光時，RG阻值_______，

A為_____電平，Y為______電平，繼電器

有電流，吸引銜鐵使觸點接觸，電路接通，

燈泡______（填“亮”或“不亮”）。試分析其工作原理？高不亮高較大亮低較小低蜂鳴器兩端的直流電壓為4~6V時會發(fā)聲簡述工作原理？[實驗2]溫度報警器工作原理[實驗2]溫度報警器工作原理常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值(高電平)，其輸出端由高電平跳到

低電平，蜂鳴器通

電，從而發(fā)出報警

聲，Rl的阻值不同,

則報警溫度不同．[實驗2]溫度報警器怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？思考與討論怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？應(yīng)減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高．思考與討論

1.圖6.3-4是一個簡單的磁控防盜報警裝置。門的上沿嵌入一小塊永磁體M，門框內(nèi)與M相對的位置嵌入干簧管H，并且將干簧管接入圖示的電路。睡覺前連接好

電路，當盜賊開門時，

蜂鳴器就會叫起來。

請說明它的工作

原理，最好通過實驗

模擬這個電路的工作。教材P64T1

1.門關(guān)閉時，干簧管內(nèi)兩個簧片被磁化而吸合，使觸發(fā)器(非門)的輸入端為低電平，則其輸出端為高電平，與電源的電壓很接近。于是蜂鳴器兩端的電壓很小，不會發(fā)聲。若盜賊將門打開，永磁體就遠離干簧管，因而兩個簧片分離，使觸發(fā)器(非門)的輸入端跳變?yōu)楦唠娖?，則其輸出端變?yōu)榈碗娖?。于是蜂鳴器兩端達到了工作電壓，就發(fā)出叫聲報警。

使用本節(jié)課內(nèi)實驗2的器材，將熱敏電阻改為干簧管，再找一塊小的永磁體，就可以做這個實驗了。

解答與說明^^^^^^^教材P61T1

1.某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計，如圖6.2-10所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正此。這個裝置實際上是一個加速度傳感器。

兩個電池E的電壓相

同。按圖連接電路后，電

壓表指針的零點調(diào)在中央，

當P端的電勢高于Q端時，

指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。^^^^^^^你認為他的設(shè)計在原理上可行嗎?將框架固定在運動的物體上，當物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將向哪個方向偏轉(zhuǎn)?

1.該同學(xué)是依據(jù)牛頓第二定律和胡克定律設(shè)計的，電路在原理上可行，當滑動片P在滑動變阻器中央時，P、Q等勢，電壓表指針指中央零點。

這個裝置可以同時測出加速度大小和方向，大小可通過電壓表

示數(shù)大小表示，方向可

通過偏轉(zhuǎn)方向判定。

當物體具有圖示方

向的加速度a時，滑塊2

解答與說明將向左移，帶動變阻器的滑片4移向中點左方；變阻器右端電阻大，故電流流過滑動變阻器時電勢降落大；Q點電勢高于P點，則指針應(yīng)向零點左側(cè)偏轉(zhuǎn)。在電流大小不變

時，UQP

x

則，UQP

a

加速度越大，指

針偏轉(zhuǎn)越大。^^^^^^^教材P61T2

2.如圖6.2-ll所示，圖甲為熱敏電阻的R-t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為150

。當線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=6V，內(nèi)阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。圖6.2-ll簡單的恒溫箱溫控電路^^^^^^^

(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端還是C、D端?

(2)