《2021-2022高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-2課件：第三章 4 用傳感器制作自控裝置》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021-2022高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-2課件：第三章 4 用傳感器制作自控裝置（28頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三章傳感器 1.了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識(shí).2.練習(xí)用傳感器制作自控裝置.目標(biāo)定位 二、自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì)欄目索引 一、應(yīng)用光敏電阻制作光控自動(dòng)照明燈電路對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾 一、應(yīng)用光敏電阻制作光控自動(dòng)照明燈電路n知識(shí)梳理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識(shí).(2)練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制裝置.2.實(shí)驗(yàn)器材二極管V D，晶閘管VS，光敏電阻RG，電阻R(7.5 M)，燈泡L，多用電表，導(dǎo)線，焊接用具等. 3.實(shí)驗(yàn)原理(1)二極管：具有單向?qū)щ娦?，加正向電壓時(shí)，電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)；加反向電壓時(shí)，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài).(2)晶閘管：有三個(gè)極，陽極A、陰極K、控制極G，

2、工作時(shí)，它的陽極A和陰極K與電源和負(fù)載連接組成晶閘管的主電路，晶閘管的控制極G和陰極K與控制裝置相連，組成控制電路.當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時(shí)，不管控制極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，僅在控制極承受正向觸發(fā)電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通. (3)實(shí)驗(yàn)電路及原理分析由晶閘管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1所示.圖1 白天自然光線較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻呈低電阻，與R分壓后使晶閘管VS門電極處于低電平，VS關(guān)斷.當(dāng)夜幕降臨時(shí)，照在RG上的自然光線減弱，RG呈高阻、使VS的門電極處于高電平，VS獲正向觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，燈L亮.改變R的阻

3、值，即改變其與RG的分壓比，可調(diào)整電路的起控點(diǎn). 4.實(shí)驗(yàn)過程(1)檢查二極管的好壞將多用電表選擇開關(guān)撥至R1 k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(duì)調(diào).若兩次測(cè)量結(jié)果一次較小，一次很大，則二極管性能良好.(2)檢查晶閘管的好壞將多用電表選擇開關(guān)撥至R1 k擋，測(cè)量A、K間的正、反向電阻均為無窮大，G、K間類似于普通二極管，正向電阻小于2 k，反向電阻大于80 k，A、G之間均為幾百千歐或，符合這些條件時(shí)，表明晶閘管良好. (3)按照電路圖，將各元件焊接、安裝.(4)檢查各元件的連接，確保無誤.(5)接通電源，分別觀察用強(qiáng)光照射和用黑紙包裹光敏電阻時(shí)燈泡L的工作狀態(tài).5.實(shí)

4、驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問題(1)安裝前，要先對(duì)所有器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好.(2)焊接時(shí)，管腳必須在離管殼5 m m以上處焊接，焊接時(shí)間不易過長(zhǎng).(3)注意二極管、晶閘管各極正確接入電路，不可錯(cuò)接、反接.(4)安裝完畢后，先檢查無誤后，再閉合開關(guān)進(jìn)行測(cè)試. 6.怎樣理解光控開關(guān)的工作原理如圖2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，R1的最大電阻為51 k，R2為330 .當(dāng)天黑時(shí)，光線變?nèi)?，RG電阻變大，串聯(lián)電路中RG分得電壓增大，二極管LED兩端電壓相應(yīng)增加，當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí)自動(dòng)發(fā)光.黎明時(shí)，光線變強(qiáng)，RG電阻減小，二極管LED兩端電壓相應(yīng)降低，降低到一定值時(shí)自動(dòng)熄滅，

5、從而使RG電路中起到自動(dòng)控制電路的作用.圖2 n典例精析例1 如圖3所示為一個(gè)邏輯電平檢測(cè)電路，A與被測(cè)點(diǎn)相接，則() 解析答案總結(jié)提升圖3 A.A為低電平，LED發(fā)光B.A為高電平，LED發(fā)光C.A為低電平，LED不發(fā)光D.A為高電平，LED不發(fā)光解析A為低電平時(shí)，Y為高電平，LED的電壓小，不發(fā)光；A為高電平時(shí)，Y為低電平，LED的電壓大，發(fā)光，故B、C正確. BC 總結(jié)提升(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(shí)，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. 返回 針對(duì)訓(xùn)練如圖4所示的光控電路，用發(fā)

6、光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻，R1的最大電阻為51 k，R2為330 .白天，光的強(qiáng)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(shí)，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(gè)值(1.6 V)，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(dá)到了使路燈白天熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的. 解析答案圖4 返回 解析白天，光照強(qiáng)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LE

7、D不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，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(gè)值(1.6 V)時(shí)，輸出端Y會(huì)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(dāng)于路燈亮了)，這樣就達(dá)到了使路燈白天熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的.答案小低不導(dǎo)通導(dǎo)通 n典例精析二、自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì)例2 如圖5所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會(huì)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()圖5 A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會(huì)被吸下B.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，銜鐵P將會(huì)被吸下C.工作時(shí)，

8、應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D.工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、C端 解析答案 解析當(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(duì)銜鐵P吸引力減小，P將不會(huì)被吸下，故A錯(cuò)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(duì)銜鐵P吸引力增大，P將會(huì)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(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端，故C、D錯(cuò)誤.答案B 例3現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干.如圖6所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路.要求溫度低于

9、某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖并說明工作過程. 解析答案總結(jié)提升圖6返回 解析熱敏電阻與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路. 總結(jié)提升 答案電路圖如圖所示.工作過程：閉合開關(guān)S，當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，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(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻的阻值減小到某一值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱.當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，又重復(fù)上述過程. 總結(jié)提升設(shè)計(jì)自動(dòng)控制電路時(shí)，一般按照以下的思路進(jìn)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

10、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(gè)電路相互獨(dú)立，又通過電磁繼電器相關(guān)聯(lián)，電磁繼電器實(shí)際上是工作電路的開關(guān).(2)分析自控電路的合理性電路設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)它的合理性進(jìn)行分析，用光照射光敏電阻或?qū)崦綦娮杓訜幔瑱z查工作電路的接通和斷開是否符合實(shí)際要求.例如，自控路燈電路的設(shè)計(jì)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. 返回 對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾1.(溫度報(bào)警器電路分析)(多選)如圖7是溫度報(bào)警器的電路示意圖，下面對(duì)此電路的分析正確的是() 答案圖7 A.當(dāng)RT的溫度升高時(shí)，其阻值減小

11、，A端電勢(shì) 降低，Y端電勢(shì)升高，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲B.當(dāng)RT的溫度升高時(shí)，其阻值減小，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂 鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲C.當(dāng)增大R1時(shí)，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲D.當(dāng)增大R1時(shí)，A端電勢(shì)降低，Y端電勢(shì)升高，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲BC 2.(自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì))如圖8所示，某小型電磁繼電器，其中L為含鐵芯的線圈.P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱.電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求，其工作方式是() 解析答案圖8A.A與B接信號(hào)電壓，C與D跟被控電路串聯(lián)B.A與B接信號(hào)電壓，C與D跟被控電路并聯(lián)C.C與D接

12、信號(hào)電壓，A與B跟被控電路串聯(lián)D.C與D接信號(hào)電壓，A與B跟被控電路并聯(lián) 解析A、B接電磁繼電器的線圈，所以A、B應(yīng)接信號(hào)電壓，線圈電流隨信號(hào)電壓變化使電磁繼電器相吸或釋放，從而使C、D接通或斷開，進(jìn)而起到控制作用，故正確答案為A.答案A 3.(自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì))如圖9所示是自動(dòng)水位報(bào)警的示意圖，其中繼電器的線圈通過電流時(shí)，磁鐵吸引銜鐵1，使它與觸頭3斷開，與觸頭2接觸.若要求水位正常時(shí)綠燈亮，高出一定水位時(shí)紅燈亮，現(xiàn)有紅、綠燈泡各一個(gè)，紅燈泡應(yīng)安在_位置，綠燈泡應(yīng)安在_位置(填“ A”或“ B” ). 解析答案圖9 解析水位正常時(shí)，線圈中沒有電流，銜鐵1與觸頭3接觸，這時(shí)應(yīng)綠燈亮，所

13、以綠燈泡應(yīng)安在A位置，當(dāng)高出一定水位時(shí)，線圈中有電流，磁鐵吸引銜鐵1，使它與觸頭3斷開，與觸頭2接觸，這時(shí)應(yīng)紅燈亮，所以紅燈泡應(yīng)安在B位置.答案BA 返回 4.(光控開關(guān)電路分析與設(shè)計(jì))光敏電阻在各種自動(dòng)化裝置中有很多應(yīng)用，其中就可用于街道路燈的自動(dòng)控制開關(guān)，如圖10所示為模擬電路，其中A為光敏電阻，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈，請(qǐng)連成正確的電路，達(dá)到日出燈熄、日落燈亮的效果. 解析答案圖10 返回 解析電路連接如圖所示.當(dāng)天亮?xí)r，光線照射光敏電阻A，其阻值迅速減小，控制回路電流增大，電磁繼電器B工作，吸下銜鐵使觸點(diǎn)斷開，路燈熄滅.當(dāng)夜晚降臨，光線變暗，光敏電阻A的阻值增大，控制回路電流減小，彈簧將銜鐵拉起，觸點(diǎn)接通，路燈點(diǎn)亮.答案見解析圖