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物理实验：传感器的应用.ppt

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高中物理第6章传感器3实验：传感器的应用课件新人教版选修3_2

高中物理第6章传感器3实验：传感器的应用课件新人教版选修3_2


休息了，结果到了第二天，天很亮了，“灯”并没有熄灭，试
分析导致上述情况的原因．
• 解析： 由题图可知，发光二极管导通发亮时，说 明输出端Y为低电平，输入端A为高电平，由于晚上 RR其G1必阻的须值光调变照的小条很，件大A差端，，电等RG势到电进了阻一白较步天大升，，高R要G，的想Y光A端端照仍为强为高度低电变电平大平，，， 所 会以 得发 到光 解二决极．管不会熄灭．把RG与R1调换，问题就
3．光控开关的问题探究 (1)问题提出：由于集成电路允 许通过的电流比较小，如何使通过
灯泡中的电流更大些？
(2)分析论证：采用小电流通过 继电器控制电流较大的另一灯泡工作，电路如图所示．
天亮时， RG阻值小
→
A端 电势低
→
Y端 电势高
→
线圈 无电流
→
工作电路不 通，灯泡不亮
天暗时， RG阻值大 →
• 答案： 见解析
1－1 工 人在锻压机、冲床、钻床等 机器上劳动时，稍有不慎就 会把手压在里面，造成工伤 事故．工厂中大都是利用光 电控制设备来避免事故发生的．如图所示为光控继电器的示意 图，它由电源、光电管(当有光照射时，在阴极 K 端会放出电 子)、放大器、电磁继电器等几部分组成．这样，当工人不慎将 手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即变 化，使机床停止工作，避免事故发生．光控继电器的原理是： 当光照射光电管时________．
• 2．温度报警器实验 • 斯 大密 阻特 值1触k发Ω)器、、集蜂成鸣电器路、实热验敏板电、阻直、流可电变源电(5阻VR)、1(最导
线若干、烧杯(盛有热水)．
• □ 实验步骤 • 1．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． • (普3)通接光通照电条源件，下调不节亮电．阻R1，使发光二极管或灯泡在
新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件

新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件


实验
传感器的应用
要求不发声 “非”门
(1) RT的阻值很大 P、X之间电压较大
(2) RT 阻值 减小
P、X 之间电 压降低
“非” 门输出 高电压
电铃 响起
(3) 若R较大，则RT两端的电压 不太高，外界温度不太高时， 就能使P、X之间电压降到低电 压输入，电铃就能发声．因此R 较大，反应较灵敏．
课堂讲义
课堂讲义
实验
传感器的应用
R1 的阻值使斯密 例2 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________ 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 减小 ， 蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值________ 斯密特触发器的输入端A电势________ 升高 ，当达到某一值(高电平)时，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．
课堂讲义
针对训练2 如图所示，是一个火警 报警装置的逻辑电路图．RT是一个 热敏电阻，低温时电阻值很大，高 温时电阻值很小，R是一个阻值较小 的分压电阻． (1)要做到低温时电铃不响，火警时 产生高温，电铃响起，在图中虚线 处应接入怎样的元件？ (2)为什么温度高时电铃会被接通？ (3)为了提高该电路的灵敏度，即报 警温度调得稍低些，R的值应大一些 还是小一些？
实验
传感器的应用
三、自动控制电路的分析与设计 例3 如图所示，某小型电磁继电器，其中L为 含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线 柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控 制的要求，其工作方式是( ) A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 电磁继电器 接信号电压
人教版2019高中物理选择性必修第二册第五章 传感器40张ppt

人教版2019高中物理选择性必修第二册第五章 传感器40张ppt


压力 F/N
电阻 R/Ω
0 50 100 150 200 250 300 … 300 270 240 210 180 150 120 …
(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？
答案 15.6 mA
解析 依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，电阻R1 ＝300 Ω，电路中的电流为I1＝RU1＝43.0608 A＝15.6 mA，所以该秤零刻度线 应标在电流表刻度盘的15.6 mA处.
5.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图8所示.它主要由三部分构 成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化 的电阻器)、显示体重的仪表 (其实质是电流表).其中AO∶BO＝5∶1.已 知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力 F/N
0 50 100 150 200 250 300 …
总电流增大，则R1两端的电压增大，而路端电压减小，所以灯泡两端的
电压减小，灯泡变暗，选项B、D正确，C错误.
答案：ABD
9.(电阻应变片、力传感器的应用)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，
有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图
如图11甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降
二、热敏电阻的应用
2.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达 到或超过60 ℃时，系统报警.提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很 小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流 电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑 动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干. 在室温下对系统进行调节.已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的 电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而 减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
人教版高中物理选修3-2课件高二：第6章第2节《传感器的应用》(选修3—2)

人教版高中物理选修3-2课件高二：第6章第2节《传感器的应用》(选修3—2)

答案：见解析
四、温度传感器的应用——电饭锅 1．感温铁氧体 (1)组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成． (2)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． (3)居里点：又称居里 温度，即指103℃. 2．电饭锅的结构如图 所示．
3．电饭锅的工作原理 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，
工作原理；
(2)计算加热和保
温两种状态下，电饭
煲消耗的电功率之比；
(3)如果不闭合开
关S1，能将饭煮熟吗？
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同 时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加 热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后， 温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯 亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2 自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开， 再次处于保温状态．
线照射到光电三极管上，
其电阻变小，与传感器连
接的电路检测出这种变化，
就会发出警报．
如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻， LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED距 离不变，下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C．当滑动触头P向右移 动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头 P，L消耗的功率都不变
手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板
通电加热，饭熟后，水分被吸收，当温度上升到居里温度时， 感温磁体失去磁性，开关便会自动断开．
下图是电饭煲的电路图，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合后， 当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开，且不能自 动闭合．S2是一个双金属片自动控温开关，当温度低于70℃时， 会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热指 示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电 阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计． (1)分析电饭煲的
温度传感器应用.ppt

温度传感器应用.ppt

DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器 0000000011111010
热电偶产生的电动势；
DS18B20。 0000000011111010
1作输出口用，相当于Tx 继读完64位序列号的一个命令，用于多个DS18B20时定位 温度检测系统原理图如图所示，采用寄生电源供电方式。 DS18B20内部结构图 主机操作ROM的命令有五种，如表所列 电源检测电路用于判定供电方式。 在I/O线呈低电平时，改由寄生电容上的电压继续向器件供电。 单线接口：仅需一根口线与MCU连接；
温度报警器的工作电路，如图所示：
试分析其工作原理。
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
光控开关
实验原理及知识准备
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．
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
基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简 称转换电路），便可转换成电量输出。
下面以温度传感器为例讲解传感器的应用。 温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。
在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力， 并开始使用温度传感器检测温度。
传感器的应用PPT教学课件

传感器的应用PPT教学课件


v=2πR f，其中R为车轮的半径，f为单位时间内
车轮转过的圈数；若车轮的齿数为P，则转一圈应
有P个脉冲被B接收到，因此有
有 v 2Rn
f
n 代入上式，
P
P
同样，根据行程的意义，应有，其中f为整个行
程中车轮转过的圈数；而
f N ，所以
P
s 2RN
P
可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半
径R和齿轮齿数P，速度和行程的表达式如上面两
断续的光脉冲转换成电压脉冲三、光传感器的应用——火灾报警器 1、结构图
2、工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不 到LED发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时， 产生大量烟雾，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使 部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感 器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。
非电学量———传感器———电学量
好处：容易测量
5、火灾报警器
光———电流变化———控制电路通断 非电学量———传感器———电学量———控制电路通断
传感器的应用模式
容易控制 容易测量显示
4、自动排气扇，其中A为水汽传感器，当水 汽的浓度增大时，其内部电阻减小
水汽浓度———电流———控制电路通断
非电学量———传感器———电学量———控制电路通断
小结
1、温度传感器 （1）电饭锅 的应用 （2）测温仪
2、光传感器 （1）鼠标器 的应用 （2）火灾报警器
温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作
的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，
它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当 a、
传感器的应用 课件

传感器的应用 课件

图6－2－1
(3)电饭锅工作原理：用手按下开关通电加热， 开始煮饭，当锅内加热温度达到103 ℃时，铁氧 体失去铁磁性，与永久磁体失去吸引力，被弹簧 片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．
4．光传感器的应用——火灾报警器(如图6－2－2) (1)组成：光二极管LED、光电三极管和不透明的 挡板． (2)工作原理：平时光电三极管收不到LED发出的 光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散 射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电 阻减小．与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等) 转换为便于测量的电学量的器件．我们可以把传 感器的应用过程分为三个步骤： (1)信息采集 (2)信息加工、放大、传输 (3)利用所获得的信息执行某种操作．
2．分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、 磁、声等． (2)输出信号分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输 出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规 律．
Φb＝R3R＋t RtU，其中 U 为电源的路端电压，令 Φa ＝Φb，即 Uab＝0，则可得RR12＝RR3t，代入数据得 Rt ＝20 kΩ，查图表得对应的温度为 35 ℃，故本题选 项 C 正确．
【答案】 C 【规律总结】 本题利用热敏电阻为传感器，将 温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来 控制加热电器．正确的电路分析、计算及看懂热 敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类 习题的关键．
图6－2－8 【精讲精析】 这是一道以实际问题为背景的实验 题，显然无法通过迁移课本实验中的方法来解 决．但是题目给出了装置图，该图及题文中的相关 说明给我们一定提示，光束原来是连续的，是转动 的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮 (或车轮)的转动有关，也就与速度和行程有关．
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科目三考试 科目3实际道路考 试技巧、视频教程
科目四考试 科目四模拟考试题 C1 科目四仿真考试
在白天，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端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
说明：要使热敏电阻在感测到更低的温度时报警， 应增大R1的阻值，R1阻值越大，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大，即 温度越低．
四、实验步骤 1．光控开关实验 (1)按照电路图6－3－1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，观察强光照射光敏电阻和用黑纸包 裹光敏电阻时发光二极管或灯泡的状态．
J,D为动触点，E为静触点．当线圈A中通电时，电 磁铁产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触 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在弹簧的作 用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电 路．
பைடு நூலகம்
(3)控制电路原理 天较亮时，光敏电阻阻值较小，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 到一定值时，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，电阻RG电阻减小，
【思路点拨】 光电管的作用是继电器控制电路 的通断开关，有光照射时，继电器通电，无光照 射时，继电器断电．人对照射到光电管上的光的 遮挡作为电路的输入指令． 【精讲精析】 阴极K发射电子，电路中产生电流, 经放大器放大后的电流使电磁铁M磁化，将衔铁N 吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动 离开M，右侧电路接通，灯L亮．
天明熄灭，天暗自动开启的目的． 说明：要想在天暗时路灯才会亮，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RG的阻值达到更大，即天 色更暗．
(2)电磁继电器工作原理
图6－3－2 由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯 模仿路灯，就要用继电器来启动工作电路．如图6 －3－2所示，其中图中虚线框内即为电磁继电器
2．温度报警器
图6－3－3 如图6－3－3所示，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，R1的阻值不同，则报警温度不同．
传感器的应用
课标定位
学习目标：1.通过动手实验，更深切地体会传感器 的作用． 2．培养学生的学习兴趣，激发学生的创新能力． 3．提高学生的实践能力，培养严谨的科学作风． 重点难点：1.对逻辑电路和集成电路的认识． 2．光控开关电路的分析、组装和调试． 3．温度报警器的分析、组装和调试． 4．学生对一些常用电子元器件的理解和使用要点 的掌握． 易错问题：对一些电路元件的用途及使用方法不 了解而出错．
2．温度报警器实验 (1)按照电路图6－3－3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、观察热敏电阻处于常温环境时和置 于热水中时，蜂鸣器是否发声．
课堂互动讲练
自动控制电路的设计 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6－3－4 所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一 值时，电炉丝自动通电供热，高于另一值时，又 可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．
图6－3－4
【思路点拨】 热敏电阻RT与滑动变阻器及电磁 继电器组成低压控制电路． 【精讲精析】 电路图如图6－3－5所示
图6－3－5
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】 见精讲精析
第
课前自主学案
三
节
实
验：
课堂互动讲练
传
感
器
的
应 用
知能优化训练
课前自主学案
一、实验目的 了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器 制作自动控制装置． 二、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、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)．
三、实验原理 1．光控开关 (1)斯密特触发器工作原理
图6－3－1 如图6－3－1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 Ω.
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． 说明：(1)在控制电路中之所以并联一只二极管， 是为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感 电动势损坏集成电路，二极管的存在可以提供自 感电流的通路． (2)二极管具有单向导电性，在电路中不能反接， 否则电磁继电器将不能正常工作．