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36选7传感器的应用实例

发布日期:2020-10-24 08:12

  传感器的应用实例_物理_自然科学_专业资料。传感器的应用实例 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解两个实验的基本原理。 2.通过实验,加深对传感器作用的体会,培养自己的动手能力。 (二)过程与方法 通过实验培养动手能力,体会传感器在实际中的

  传感器的应用实例 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解两个实验的基本原理。 2.通过实验,加深对传感器作用的体会,培养自己的动手能力。 (二)过程与方法 通过实验培养动手能力,体会传感器在实际中的应用。 (三)情感、态度与价值观 在实验中通过动手组装和调试,增强理论联系实际的意识,激发学习兴趣,培养良好的 科学态度。 ★教学重点 1.了解斯密特触发器的工作特点,能够分析光控电路的工作原理。 2.温度报警器的电路工作原理。 ★教学难点 光控电路和温度报警器电路的工作原理。 ★教学方法 1 实验法、观察法、讨论法。 ★教学工具 实验过程中用到的有关器材、元器件等,由实验室统一准备 ★教学过程 (一)引入新课 师: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、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 电学量的放大,处理均是通过电子元件组成的电路来完成的. 这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。 (二)进行新课 实验 1、光控开关 1.实验原理及知识准备 师:(投影)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 kΩ ,R2 为 330 kΩ ,试分析其工作原理. 生:白天,光强度较大,光敏电阻 RG 电阻值较小,加在斯密特触发器 A 端的电压较低, 则输出端 Y 输出高电平,发光二极管 LED 不导通;当天色暗到一定程度时,RG 的阻值增大 到一定值,斯密特触发器的输入端 A 的电压上升到某个值(1.6V),输出端 Y 突然从高电平 跳到低电平,则发光二极管 LED 导通发光(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. 师: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? 生:应该把 R1 的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端 A 电压达到某个值(如 1.6V,就需要 RG 的阻值达到更大,即天色更暗。。 师:用白炽灯模仿路灯,为何要用到继电器? 生: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. 师:(投影)如图所示电磁继电器工作电路,图中虚线框内即为电磁继电器,D 为动触 点,E 为静触点.试分析电磁继电器的工作原理. 生:当线圈 A 中通电时,铁芯中产生磁场,吸引衔铁 B 向下运动,从而带动动触点 D 向下与 E 接触,将工作电路接通,当线圈 A 中电流为零时,电磁铁失去磁性,衔铁 B 在弹 簧作用下拉起,带动触点 D 与 E 分离,自动切 断工作电路. 师:试说明控制电路的工作原理。 生:天较亮时,光敏电阻 RG 阻值较小, 斯密特触发器输入端 A 电势较低,则输出端 Y 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 RG 电阻增大,斯密特触 发器输入端 A 电势升高,当升高到一定值,输出端 Y 由高电平突然跳到低电平,有电流通 过线圈 A,电磁继电器工作,接通工作电路,使路灯自动开启;天明后,36选7RG 阻值减小,斯密 特触发器输入端 A 电势逐渐降低,降到一定值,输出端 Y 突然由低电平跳到高电平,则线 圈 A 不再有电流,则电磁继电器自动切断工作电路的电源,路灯熄灭. 生:分组实验。 师:巡回指导,了解学生实验过程。 2.温度报警器 师: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 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,你想过吗? 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呢? 师:(投影)温度报警器的工作电路,如图所示。试分析 其工作原理。 生:常温下,调整 R1 的阻值使斯密特触发器的输入端 A 处于低电平,则输出端 Y 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 RT 阻值减小,斯密特 触发器输入端 A 电势升高,当达到某一值(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,Rl 的阻值不同,则报警温度不同. 师:怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警? 生:要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小 R1 的阻值,R1 阻值越小,要 使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. 生:分组实验。 师:巡回指导,了解学生实验过程。 (三)课堂总结、点评 本节课主要学习了以下几个问题: 传感器的应用实例 光控开关 温度报警器 (四)实例探究 ☆电磁继电器与自动控制 【例 1】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,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程. 分析:热敏电阻 R1 与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路. 答案:(1)电路图如图所示 (2)工作过程:闭合 S 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,K 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,通过电磁继 电器的电流达到工作电流,K 断开,电炉丝断电,停止供热.当温度低于设计值,又重复前 述过程. 点评:该电路可以用于恒温箱、自动孵化器等,电路设计是高中电学应了解的内容,对 于培养能力、理论联系实际将起到推动作用,也是高考的趋向. ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养 学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生 素质的培养就成了镜中花,水中月。 ★资料袋 常用的传感器 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的.根据检测量的不同,可将传 感器分为物理型、化学型和生物型三类. 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质(如电阻、电压、电容、电场、磁场等) 发生明显变化的特性制成的,如光电传感器、力学传感器等. 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量的敏感元件制成 的. 生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成 分的传感器,生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等,分别对应酶传感器、微生 物传感器、免疫传感器等等. 生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多 要用到生物传感器. 除了上述三种传感器外,还有压力传感器、气体传感器、味觉传感器等.随着材料科学 和自动化技术的发展,新的传感器正不断被发明出来,种类越来越多,功能也越来越强. 传感器的应用改变了我们的生活,没有传感器,就没有现代化的自动控制技术.