利用传感器制作简单的自动控制装置学案含答案.docx

试验 17 利用传感器制作简洁的自动掌握装置必备学问预案自诊一、试验目的1. 知道干簧管、光敏电阻、三极管、二极管、电磁继电器的功能2. 会利用传感器制作简洁的自动掌握装置了解门窗防盗报警装置,会组装门窗防盗报警装置了解光控开关电路及掌握原理,会组装光控开关二、试验器材:试验一:干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线假设干、开关、电阻试验二 发光二极管、三极管、可变电阻R 、电阻 R 、光敏电阻、集成电路试验板、直流1 2电源、导线假设干、黑纸三、试验思路(一)门窗防盗报警装置1. 电路如下图2. 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掌握开关的作用,继电器则相当于一个自动的双向开关二)光控开关1. 电路如下图2. 工作原理:当环境光比较强时,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四、进展试验(一)门窗防盗报警装置(1) 连接电路前,要先推断一下干簧管是否可以正常工作用磁体直接靠近干簧管,观看簧片能否正常动作2) 确定各元件可以正常工作后,依据电路图连接电路3) 接通电源后,将磁体靠近和离开干簧管,分别观看试验现象 (二)光控开关(1) 依据图所示连接电路,检查无误后,接通电源G 1(2) 让光敏电阻 R 受到白天较强的自然光照耀,调整电阻 R 使发光二极管LED 或小灯泡L 刚好不发光G(3) 遮挡 R ,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 熄灭五、留意事项(1)安装前,对试验器材进展测试,确保各元件性能良好后,再进展安装2)光控开关试验中,二极管连入电路的极性不能反接3) 假照试验现象不明显,可用手电筒加强光照,或遮盖光敏电阻,再进展观看关键力量学案突破传感器问题一般有两大类问题:一是通过试验探究传感器特性,比方争论某元件的光敏特 性或热敏特性或磁敏特性等;二是用传感器掌握电路。

不管哪类问题,明确考察角度,搞清其工作原理是求解问题的关键对于用传感器掌握电路问题,要结合题目供给的信息,认真分析传感器所在的电路构造,并 留意以下两个方面:(1)确定传感器所感受到的物理量(如力、热、光、声、磁等);(2)经转换电路 转换成电学量信号,最终借助于转换电路把电学量信号转换成便于处理显示、记录或掌握的量典例 1】现要组装一个由热敏电阻掌握的报警系统,要求当热敏电阻的温度到达或超过120 ℃时,系统报警供给的器材有:热敏电阻(该热敏电阻的阻值随温度的上升而减小,在 120 ℃时阻值为 700.0 Ω);c c报警器(内阻很小,流过的电流超过 I 时就会报警,I 约为 10 mA;流过报警器的电流超过 20 mA 时,报警器可能损坏);电阻箱(最大阻值为 999.9 Ω);直流电源(输出电压为 U 约为 18 V,内阻不计);12滑动变阻器 R (最大阻值为 1 000 Ω); 滑动变阻器 R (最大阻值为 2 000 Ω); 单刀双掷开关一个,导线假设干在室温下对系统进展调整,调整的报警系统原理电路图如下图1) 电路中应选用滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)2)依据以下步骤调整此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,依据试验要求,这一阻值为 Ω;滑动变阻器的滑片应置于 (选填“a”或“b”)端四周,不能置于另一端的缘由是 。

②将开关向 (选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 3) 滑动变阻器滑片的位置 (选填“不变”“向左滑动”或“向右滑动”),将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用4) 假设要将此系统改为光敏电阻掌握的报警系统,要求当光敏电阻的光照到达或超过某一特定值时,系统报警,且光敏电阻在这一特定值时的电阻为650 Ω,则需将上述电路中的换成光敏电阻,并将电阻箱的阻值调到 Ω,然后重复上述操作即可典例 2】电子体温计利用某些物质的物理参数,如电阻、电压、电流等,与环境温度之间存在确实定关系,将体温以数字的形式显示出来甲图为某同学设计的电路图,用以测量25.0~80.0 ℃范围内环境的温度所用器材有:T热敏电阻 R ,其标称值(25.0 ℃时的阻值为 900.0 Ω); 电源 20 V,内阻可无视;2滑动变阻器(最大阻值为 10 Ω); 电阻箱 R (阻值范围 0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2,图中 为电表2试验时,按电路图连好电路,将热敏电阻放在温控箱内,先将温度调为80.0 ℃,将S 与 1 端接2 21 1 1 22 2 1 2通,闭合S ,调整 R 的滑片位置,电路中电表示数为某肯定值 X;保持 R 的滑片位置不变,将 R 置于最大值,将 S 与 2 端接通,调整 R ,使电表读数仍为 X;断开 S ,登记此时 R 的读数,逐步降低温控室的温度 t,得到相应温度下 R 的阻值,直至温度降到 25.0 ℃试验得到 R -t 的数据见表。

甲乙丙t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0R2/Ω 900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0答复以下问题:1 2(1)试验室中有以下规格电表:①电流表A (0~0.6 A,0.2 Ω),②电流表A (0~3 A,0.04 Ω),③电压表V(10 V,1 000 Ω)试验中应选择的电表为 (选填器材前的数字编号);2(2)在闭合S1 前,图甲中 R1 的滑片应移动到 (选填“左”或“右”)端; (3)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出 R -t 的曲线;T 2(4)将R 握于手心,手心温度下R 的相应读数如图丙所示,该读数为 Ω,则手心温度为 ℃情境剖析此题属于综合类问题,以教材中常见的分压电路为素材,创设学习探究问题情境,构建探究热敏电阻的温度特性,考察电路、器材选择等问题典例 3】(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反响快,而且准确度高①假设将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变 (选填“大”或“小”)。

②上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电 阻四周的温度假设刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示),则 25 ℃的刻度应在 20 ℃的刻度的 (选填“左”或“右”)侧③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路2)图丙为一测量硫化镉光敏电阻特性的试验电路,电源电压恒定,内阻不计,开关闭合后,调整滑动变阻器滑片,使小灯泡发光渐渐增加,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图丁所 示,试依据这一特性,由图戊中给定的器材设计一个自动光控电路情境剖析此题属于创应用类问题,以热敏电阻、光敏电阻设计一个自动光控电路为素材,创设了学习探究问题情境对应演练迁移应用1 01.(2023 黑龙江大庆试验中学高三月考)某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”, 如图甲所示将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分别,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分别,警铃响图甲中给继电器供电的电源电压 U =4 V,内阻不计,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻 R 为 30 Ω。

当线圈中的电流大于等于 40 mA 时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像甲乙(1) 图甲中警铃的接线柱 C 应与接线柱 相连,指示灯的接线柱 D 应与接线柱相连(均选填“A”或“B”);(2) 当环境温度上升时,继电器的磁性将 (选填“增大”“减小”或“不变”),当环境温度到达 ℃时,警铃报警;1 1(3) 假设要使报警电路在更高的温度报警,以下方案可行的是( ) A.适当减小 U B.适当增大 U2 2C.适当减小 U D.适当增大 Ut2. 热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的型材料,可用于测温某同学利用试验室提 供的一种电阻阻值随温度呈线性变化(关系式为:R =kt+b,其中 k>0,b<0,t 为摄氏温度)的热敏电阻,把一灵敏电流计改装为温度计除热敏电阻和灵敏电流计外,还用到如下器材:1.直流电源(电动势为 E,内阻不计);2.滑动变阻器;3.单刀双掷开关;4.标准温度计;5.导线及其他关心材料该同学设计电路如以下图所示,按如下步骤进展操作1) 按电路图连接好器材2) 将滑动变阻器滑片 P 滑到 (选填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S 掷于 (选填“c”或“d”)端,调整滑片 P 使电流计满偏,并在以后的操作中保持滑片 P 位置不动,设此时电路总电阻为 R,断开电路。

3) 容器中倒入适量开水,观看标准温度计,每当标准温度计示数下降 5 ℃,就将开关S 置于 d 端, 并记录此时的温度 t 和对应的电流计的示数 I,然后断开开关请依据温度计的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I= 4) 依据对应温度记录的电流计示数,重刻制电流计的表盘,改装成温度计依据改装原理,此温度计表盘刻度线的特点是:低温刻度在 (选填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀?(选填“是”或“否”)3.(2023 福建厦门第六中学高三月考)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路1) 光强(E)是表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd)如图甲所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是: ;(2) 如图乙为电磁继电器的构造示意图,其中 L 为含有铁芯的线圈,P 为可绕 O 点转动的衔铁,K 为弹簧,S 为一对触头,A、B、C、D 为四个接线柱工作时,应将 (选填“A、B”或“C、D”)接照明电路;(3) 请在图丙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;0(4) 电源电动势为 3 V,内阻很小,电磁铁线圈电。