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1、4 传感器的应用实验传感器的应用实验 随着人们生活水平的提高，传感器在工农随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器传感器的工作离不开电子电路，到了传感器传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。来完
2、成的。这节课我们就来动手组装光控开关或温度这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。报警器。实验一实验一:光控开关光控开关实验原理及知识准备实验原理及知识准备 （1）如图所示光控电路，）如图所示光控电路，用发光二极管用发光二极管LED模仿路灯，模仿路灯，RG为光敏电阻，为光敏电阻，R1的最大电的最大电阻为阻为51 k，R2为为 330 k，试分析其工作原理。试分析其工作原理。（2）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？的阻值调大些还是调小些？为什么？图乙中，用白炽图乙中，用白炽灯模仿路灯，为何灯模仿路灯，为何要用到继电器要用到继
3、电器？由于集成电路允许通过的电流较小，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，就要使用继电器要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路。来启闭工作电路。如图所示电磁继电器如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，即为电磁继电器，D为动为动触点，触点，E为静触点试分为静触点试分析电磁继电器的工作原理。析电磁继电器的工作原理。当线圈当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁铁B向下运动，从而带动动触点向下运动，从而带动动触点D向下与向下与E接触，将接触，将工作电路接通，当线圈工作电路接通，当线圈A中电流为零
4、时，电磁铁失去中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点在弹簧作用下拉起，带动触点D与与E分分离，自动切断工作电路离，自动切断工作电路 实验：实验：试说明控制电路的工作原理。试说明控制电路的工作原理。实验二实验二:温度报警器温度报警器 上一节我们学习了火灾报警器，它是利上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的这种设计其敏感性是否值的怀疑，你想的这种设计其敏感性是否值的怀疑，你想过吗？既然发生火灾时，环境温度要升高，过吗
5、？既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？呢？如图所示为温度如图所示为温度报警器的工作电路，报警器的工作电路，试分析其工作原理试分析其工作原理。常温下，调整常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端的阻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处于高电平，无电流通过蜂处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻阻值减小，斯密特触发器输入端值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由
6、高电平跳到低电平，蜂一值（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，鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警的阻值不同，则报警温度不同。温度不同。怎样使热敏电阻怎样使热敏电阻在感测到更高的温在感测到更高的温度时才报警？度时才报警？要使热敏电阻在感测到更高的温度时才要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小报警，应减小R R1 1的阻值，的阻值，R R1 1阻值越小，要使阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电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。阻阻值要求越小，即温度越高。三三:课堂总结课堂总结光控开关光控开关温度报警
7、器温度报警器传感器的应用实例传感器的应用实例四四:实例探究实例探究 电磁继电器与自动控制电磁继电器与自动控制【例【例1 1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图所示，试器、滑动变阻器、开关和导线若干如图所示，试设计一个温控电路要求温度低于某一温度时，电设计一个温控电路要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程断电，画出电路图说明工作过程分析：热敏电阻分析：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低与滑动变阻器及电磁继电器构成
8、低压控制电路压控制电路解析：解析：（1 1）电路图如图所示）电路图如图所示 （2 2）工作过程：闭合）工作过程：闭合S S当温度低于设计值时热敏电阻当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K K接通电接通电炉丝加热当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值炉丝加热当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K K断开，电炉断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程程 白天，光强度较大，光敏电阻白天，光强度较大
9、，光敏电阻RG电阻值电阻值较小，加在斯密特触发器较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，端的电压较低，则输出端则输出端Y输出高电平，发光二极管输出高电平，发光二极管LED不不导通；当天色暗到一定程度时，导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电的电压上升到某个值（），输出端压上升到某个值（），输出端Y突然从高电突然从高电平跳到低电平，则发光二极管平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯（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天明熄灭，天暗自动开启的
10、目的.应该把应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端特触发器的输入端A电压达到某个值（如，电压达到某个值（如，就需要就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。天较亮时，光敏电阻天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触阻值较小，斯密特触发器输入端发器输入端A电势较低，则输出端电势较低，则输出端Y输出高电平，线输出高电平，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电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当电势升高，当升高到一定值，输出端升高到一定值，输出端Y
11、由高电平突然跳到低电平，由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯阻值减小，斯密特触发器输入端密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，电势逐渐降低，降到一定值，输出端输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭。路灯熄灭。五：书后习题五：书后习题1 1当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，斯密当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，
12、斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声；当开门时，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声；当开门时，没有磁铁作用，干簧管不通，斯密特触发器输入没有磁铁作用，干簧管不通，斯密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警发声报警2当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端A为高电平，则输出端为高电平，则输出端Y应为低电平，故应为低电平，故LED发发光；当被测点为低电平时，光；当被测点为低电平时，A即为低电平，则输即为低电平，则输出端出端Y为高电平，为高电平，LED不发光不发光