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3实验：传感器的应用教学分析传感器在实际应用中，大多情况是用来完成一定控制任务的，本节使用常见的少量电子元器件，组装实用的光控开关和温度报警电路。
目的是使学生动手体会传感器的应用，培养组装和调试电子电路的能力。
本实验可行性强，电路简单，容易操作，元件可以反复使用。
实验使用的元器件符合现在市场发展水平，教学理念先进，用集成数字电路实现控制功能。
能够帮助学生了解现在电子行业的发展层次，加强理论联系实际，树立学以致用的教育理念。
教学目标1．识别各种晶体管、逻辑集成电路块、集成电路实验板，知道各种元器件的性能和引脚关系。
2．了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。
3．了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器。
4．通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
5．培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主、实践为重的素质教育理念。
教学重点难点1．传感器的应用实例。
2．由门电路控制的传感器的工作原理。
教学方法与手段PPT课件；演示实验；讲授。
课前准备教学媒体斯密特触发器或非门电路蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻。
知识准备介绍74LS14集成电路块、集成电路实验板(面包板)等元件的功能和作用，以及如何识别这些元件的外部引脚。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：创设情景，导入新课。
问题展示：上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。
请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器。
思考并回答：电饭锅、测温仪、鼠标器、火灾报警器。
导入新课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。
推进新课[事件2]教学任务：实验1——光控开关师生活动：甲问题展示：(PPT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。
第三节实验：传感器的应用实验目的1．识别逻辑集成电路块、集成电路实验板，通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识．2．了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关．3．了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器．素养思维脉络知识点1光控开关1．电路图如图所示2．工作原理白天，光强度较大，光敏电阻R G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，R G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(1.6 V)，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。
3．要想在天更暗时路灯才会亮，应如何调节R1要想在天更暗时路灯才会亮，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(1.6 V)，就需要R G的阻值更__大__，即天色更暗。
知识点2温度报警器1．电路如图所示。
2．工作原理常温下，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R T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，R1的阻值不同，则报警温度不同。
3．要想在更高的温度时才报警，应如何调节R1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。
思考辨析『判一判』(1)斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号(×)(2)发光二极管具有单向导电性(√)(3)斯密特触发器是具有特殊功能的非门(√)『选一选』如图所示是一个基本逻辑电路。
6．3 传感器的应用（二）教学目标（一）知识与技能1．了解温度传感器在电饭锅和测温仪上的应用。
2．了解光传感器在鼠标器和火灾报警器上的应用。
（二）过程与方法通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。
（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。
教学重点、难点重点各种传感器的应用原理及结构。
难点各种传感器的应用原理及结构。
教学方法实验法、观察法、讨论法。
教学手段演示用的感温铁氧体，磁铁，电烙铁，计算机的鼠标器，光敏电阻，多用表，干电池，蜡烛，各种功率的白炽灯等教学过程（一）引入新课传感器的应用已经渗透到环境保护、交通运输、航天、军事以及家庭生活等各领域．例如，空调、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要使用温度传感器．光传感器的应用也十分广泛，如电脑上的鼠标器、路灯的自动控制及火灾报警器等．这节课我们就来学习温度传感器和光传感器的应用实例。
（二）进行新课1、温度传感器的应用——电饭锅引导学生阅读教材有关内容。
（1）温度传感器的主要元件是什么？感温铁氧体。
（2）感温铁氧体的组成物质是什么？氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成。
（3）感温铁氧体有何特点？常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．（4）什么是“居里点”？居里点，又称居里温度，即指103℃。
观察演示实验：感温铁氧体的特性。
现象：当感温铁氧体的温度升高到一定数值时，感温铁氧体与磁铁分离。
说明温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失。
投影电饭锅的结构示意图。
引导学生思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的工作原理。
（1）开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。
（2）水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。
3 实验：传感器的应用
一、实验目的
1．识别逻辑集成电路块、集成电路实验板，通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识．
2．了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关．
3．了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器．
二、实验原理
1．光控开关
(1)电路如图6-3-1所示．
图6-3-1
(2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．
(3)光控开关的原理：白天，光照强度较大，光敏电阻R G阻值较小，加在斯密特触发器输入端A的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天暗到一定程度时，R G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1.6 V，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)，这样就达到了使路灯天明时自动熄灭，天暗时自动开启的目的．
2．温度报警器
(1)电路如图6-3-2所示．
图6-3-2
(2)工作原理：常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器输入端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R T阻值减小，斯密特触发器输入端A的电压升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端Y由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度．
三、实验器材
1．光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二极管、电磁继电器、灯泡(6 V,0.3 A)、可变电阻R1(最大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸．
2．温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧杯(盛有热水)．3．斯密特触发器：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V).
一、光控开关实验步骤
1．按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上．
2．检查各元件的连接，确保无误．
3．接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮．4．用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状态．
5．逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态．
二、温度报警器实验步骤
1．按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上．
2．检查各元件的连接，确保无误．
3．接通电源，调节电阻R1，使蜂鸣器常温下不发声．
4．用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声．
5．将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声．
三、注意事项
1．安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装．
2．光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接，否则继电器不能正常工作．
3．光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮，应该把R1的阻值调大些．4．温度报警器实验中，要使蜂鸣器在更低的温度时报警，应该把R1的阻值调大些.
实验探究1光控电路的分析
如图6-3-3是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内灯的示意图，试说明其工作原理．
图6-3-3
【解析】天较亮时，光敏电阻R G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R G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，R G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．
【答案】见解析
实验探究2温控电路的分析
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6-3-4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，超过某一温度又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．
图6-3-4
【解析】热敏电阻R T与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．电路图如图所示
当温度低于某一值时，热敏电阻的阻值很大，流过电磁继电器的电流很小，继电器无法吸引衔铁P，K处接通，电炉丝处于加热状态；当温度高于某一值时，热敏电阻的阻值变得很小，通过电磁继电器的电流较大，继电器吸引衔铁P，K 处断开，电炉丝停止加热．
【答案】见解析。
