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传感器的应用 学案

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6.3 实验:传感器的应用 学案(人教版选修3-2)


1.斯密特触发器的特点: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________跳到____________,当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时,输出端会从________跳到__________.
2.下列说法中正确的是(  )
A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C.机械式鼠标中的传感器接收到连 续的红外线,输出不连续的电脉冲
D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态,有烟雾时呈现高电阻状态
3.某市为了节约能源,合理适时地使用路灯,要求夜晚亮、白天熄,利用半导体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制.这是利用半导体的(  )
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用了

【概念规律练】
知识点  传感器的应用实验
1.如图1所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯,RG为光敏电阻.A为斯密特触发器输入端,在 天黑时路灯(发光二极管)会点亮.下列说法正确的是(  )

图1
A.天黑时,Y处于高电平
B.天黑时,Y处于低电平
C.当R1调大时,天更暗时,灯(发光二极管)点亮
D.当R1调大时,天较亮时,灯(发光二极管)就能点亮
2.如图2是温度报警器电路示意图,下列关于此电路的分析正确的是(  )

图2
A.当RT的温度升高时,RT减小,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声
B.当RT的温度升高时,RT减小,A端电势升高,Y端电势降低 ,蜂鸣器会发出报警声
C.当增大R1时,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声
D.当增大R1时, A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声
【方法技巧练】
自动控制电路的分析及设计技巧
3.自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器,当温度过高时,小灯泡亮或响铃报警.所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关.

4.已知光敏电阻随入射光的增强,其电阻值减小,请利用图3所示器材设计一个路灯自动控制电路.



参考答案
课前 预习练
1.高电平 低电平(0.25 V) 低电平 高电平(3. 4 V)
2.B [电饭锅中的敏感元件是 感温铁氧体,A错误;机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲,输出相应的电脉冲信号,C错误;火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态,D错误.]
3.B [题目中半导体应能感知光照强度变化,并输出电信号,控制电路通断,所以利用了半导体的光敏性,故B正确.]
课堂探究练
1.BC [天黑时,RG阻值增大到一定值,斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值,输出端Y突然由高电平跳到低电平;R1调大时,A端电压降低,只有天更暗时,RG电阻更大时,路灯才点亮,故B、C正确.]
2.BC [当RT温度升高时,电阻减小,A点电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,蜂鸣器导通发出警报,A错,B对.当增大R1时,A端电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,电流通过蜂鸣器,发生报警声,C对,D错.]
点评 斯密 特触发器是具有特殊功能的非门,用符号 表示.当输入端电压上升到某一个值(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).
3.实验电路如下图所示

当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,通过电磁继电器螺线管的电流增大,磁性增强,吸下金属片,触点接通,灯泡亮或电铃响,起到报警作用.通过调节滑动变阻器的阻值,可以达到调节报警温度的目的.
4.见解析
解析 电路如图所示

控制过程是:当有光照射时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个触点断开,当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,控制路灯电路 接通,路灯开始工作.
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