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课件网) 第 节 3 利用传感器制作简单的自动控制装置 高中物理 选择性必修第二册 第五章 学习目标 1.会利用干簧管制作简单的自动控制装置，如门窗防盗报警装置。 2.会利用光敏电阻制作简单的自动控制装置，如光控开关。 3.通过制作自动控制装置，初步养成针对学习和生活中的问题，设计方案、动手实践的意识和习惯。 引入 生活中的传感器 光感传感器 水质PH传感器 紫外线传感器 仿生传感器 磁光效应传感器 传感器是构成自动控制系统的必要环节。如果没有传感器对原始信息进行准确、可靠地捕捉和转换，那么一切控制将无法实现。 本节提供了两个利用传感器实现简单自动控制的实验，同学们可以根据兴趣和器材条件从中选择一个。只有自己动手进行组装和调试，才会对传感器的作用有更深切的体会。 下面我们来看几个生活中的实例怎样才能实现上述功能呢？利用干簧管在磁场中的特性是不错的选择。如图是一个简单的门窗磁控防盗报警装置示意图。门的上沿嵌入一小块永磁体 M，门框内与M 相对的位置嵌入干簧管 SA，并将干簧管接入报警电路。干簧管可将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。 一、实验1 门窗防盗报警装置 门窗防盗报警装置 电磁继电器 一、实验目的：了解门窗报警装置的原理 二、实验原理 闭合电路开关S,系统处于防盗状态。当门窗紧闭时,磁体M靠近干簧管SA,干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K,使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a接通,发光二极管LED发光,显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时,磁体离开干簧管,干簧管失磁断开,继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通,蜂鸣器H发声报警。干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用,继电器则相当于一个自动的双向开关。 一、实验1 门窗防盗报警装置 门窗防盗报警装置电路图 发光二极管 三、实验器材 电源、导线、开关、干簧管、继电器、蜂鸣器、发光二极管、电阻、小磁体。 四、实验步骤 (1)连接电路前,要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管,观察簧片能否正常动作。 (2)确定各元件可以正常工作后,连接电路。 (3)接通电源后,将磁体先后靠近和离开干簧管,分别观察实验现象。 一、实验1 门窗防盗报警装置 表1 基本元件及参数 一、实验1 门窗防盗报警装置 二、实验2 光控开关 光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。怎样能够在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭？我们可以利用光敏电阻来完成这一任务。下面提供两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。 一、实验目的 了解光控开关的原理。 二、实验原理 当环境的光比较强时,光敏电阻RG的阻值很小,三极管不导通,发光二极管或继电器所在的回路相当于断路,即发光二极管不工作;继电器处于常开状态,小灯泡L不亮。当环境的光比较弱时,光敏电阻RG的阻值变大,三极管导通,且获得足够的基极电流,产生较大的集电极电流,点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。 三极管电路符号及实物图 二、实验2 光控开关 光控开关电路 二、实验2 光控开关 三、实验器材 可调电阻、限流电阻、光敏电阻、暗电阻、亮电阻、三极管、发光二极管、继电器、小灯泡、二极管、电源。 四、实验步骤 (1)连接电路,检查无误后,接通电源。 (2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射,调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。 (3)遮挡RG,当光照减弱到某种程度时,就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。 (4)让光照加强,当光照强到某种程度时,则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。 如果实验现象不明显,可用手电筒加强光照,或遮盖光敏电阻,再进行观察。 二、实验2 光控开关 表2 基本元件及参数 二、实验2 ... ...
