1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-2 传感器 第六章 第三节 实验：传感器的应用第六章 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 8易错案例剖析 6课堂知识构建 7学习目标定位 了解斯密特触发器的性能及工作原理 练习设计制作光控开关和温度报警器，培养设计和制作应用传感器的能力课堂情景切入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为电学量，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。下图是一个简单的磁控防盗报警装置。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H，并且将干簧管接入图
2、示的电路。睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，蜂鸣器就会叫起来。知识自主梳理1电路图如图所示光控开关2工作原理白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值_，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出_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管A的电压上升到某个值(1.6V)，输出端Y突然从_电平跳到_电平，则发光二极管LED_(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。较小高低高导通发光1电路如图所示。温度报警器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_电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣
3、器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值_，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_电平跳到_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。要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应_R1的阻值。高减小高低减小重点难点突破一、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
4、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，观察蜂鸣器是否发声。5将热敏电阻从热水中取出，观察蜂鸣器是否发声。特别提醒：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。考点题型设计光控开关的应用如图所示为低压控制电路操纵路灯工作的电路，试分析其工作原理。导学号 12220395解析：(1)电磁继电器的工作原理
5、因集成电路允许通过的电流较小，白炽灯泡工作电流较大，所以使用继电器来启闭工作电路。如图所示虚线框内是电磁继电器J，D为动触点，E为静触点。当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触点D向下与E接触，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。(2)控制电路工作原理天较亮时，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
6、继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG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，电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭。答案：应该把R1调大些，由实验可知，当RG较大时，非门输入端才为高电平，输出端Y为低电平，发光二极管才发光(或继电器工作)，把R1调大，使得RG更大时才出现上述情况，所以当天更暗时，RG更大时，路灯才会点亮。在如图所示模仿路灯光控实验中，要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1 的阻值调大些还是调小些？说明理由。导学号 12220396温度报警器现用斯密特触发器与热敏电阻 RT组成温度报警器，
7、电路如图所示，图中蜂鸣器可以选用YMD 或 HMB 形，它两端的直流电压为 46V 时会发出鸣叫声；RT 为热敏电阻，常温下阻值为2k 左右，温度升高时阻值减小。R1的最大电阻可在 12k间选择。导学号 12220397接通电源后，先调节R1使蜂鸣器在常温下不发声，再用热水使热敏电阻的温度上升，到达某一温度时就会发出报警声。请你说明这个电路的工作原理。想一想：怎样能够使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？解析：该电路的工作原理是：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，斯密特触器输入端A
8、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。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。点评：在逻辑电路中，常把电势的高低叫做“电平”的高低，“输出低电平”的意思是，输出端处于低电势的状态。斯 密 特 触 发 器 是 具 有 特 殊 功 能 的 非 门，常 用 符号表示。在蜂鸣式温度报警器电路中，若将 RT 和 R1 两电阻位置互换，R1 取适当阻值，如图所示，还仍能报警吗？为什么？导学号 12220398答案：变成了低温报警器。因为温度降低时，热敏电阻RT阻值增大，有可能使非门输入端A出现高电平，Y端出现低电平，蜂鸣器中有电流通过而发声，温度越高，RT减小，A端为低电平，蜂鸣器不能发声。易错案例剖析课堂知识构建课 时 作 业（点此链接）