5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置 课件（18张PPT）
文档属性
| 名称 | 5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置 课件（18张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 22:12:44 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
3 利用传感器制作简单的自动控制装置
第五章 传感器
生活中的传感器
磁光效应传感器
光控开光
红外传感器
1.实验的基本思想
当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮；
远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
干簧管
一、门窗防盗报警装置
2、实验器材和装置
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。
a. 发光二极管：单向导电性，在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态；在反向电压作用下电阻很大，处于截止状态。
b. 晶体三极管：全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体E极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
发光二极管
三极管
c. 电磁继电器:电磁继电器是-种电子控制器件，它具有控制系统(输入回路)和被控制系统(输出回路) ，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。
3、实验电路图及原理
实验电路图
电路工作原理
闭合电路开关S ，系统处于防盗状态.
(1)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。
(2)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。
3、实验操作
实验电路图
(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，按照图所示连接电路。
(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
4、注意事项
(1)安装前对电磁继电器进行测试，确保电磁继电器通电时能吸合，断电时在弹簧的作用下恢复原状。
(2)安装前对干簧管进行检测，观察磁铁靠近时弹簧片是否接触，磁铁离开时弹簧片是否能断开。
(3)选择合适的定值电阻，保证发光二极管能正常工作。
1、 实验的基本思想
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。
光照弱，路灯开启；
光照强，路灯熄灭。
光敏电阻
工作电流很微弱，不能直接驱动执行机构工作，
需要放大电路。
晶体三极管
二、光控开关
2、实验电路图
3、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。
实验电路图
4、 实验操作
（1）如图所示连接电路，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。
随堂练习
1、（多选）下如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则( )
A．A为低电平，LED发光
B．A为高电平，LED发光
C．A为低电平，LED不发光
D．A为高电平，LED不发光
BC
【解析】：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确．
2、（单选）如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
D
【解析】当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警，当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，线圈中没有电流，只是灯L1亮，不会报警．
3、如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，可知灯的亮灭情况能反映门的开关状态。门打开时两灯的发光情况及R2两端电压U2与门关闭时相比( )
A.红灯亮，U2变大
B.绿灯亮，U2变大
C.绿灯亮，U2变小
D.红灯亮，U2变小
D
【解析】当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，则总电阻减小，总电流I增大，R2两端电压U2=EI(R1+R)减小，R2中电流减小，所以R3中电流I3=I-I2增大，电磁继电器产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，选项D正确。
THANK
YOU
3 利用传感器制作简单的自动控制装置
第五章 传感器
生活中的传感器
磁光效应传感器
光控开光
红外传感器
1.实验的基本思想
当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮；
远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
干簧管
一、门窗防盗报警装置
2、实验器材和装置
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。
a. 发光二极管：单向导电性，在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态；在反向电压作用下电阻很大，处于截止状态。
b. 晶体三极管：全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体E极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
发光二极管
三极管
c. 电磁继电器:电磁继电器是-种电子控制器件，它具有控制系统(输入回路)和被控制系统(输出回路) ，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。
3、实验电路图及原理
实验电路图
电路工作原理
闭合电路开关S ，系统处于防盗状态.
(1)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。
(2)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。
3、实验操作
实验电路图
(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，按照图所示连接电路。
(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
4、注意事项
(1)安装前对电磁继电器进行测试，确保电磁继电器通电时能吸合，断电时在弹簧的作用下恢复原状。
(2)安装前对干簧管进行检测，观察磁铁靠近时弹簧片是否接触，磁铁离开时弹簧片是否能断开。
(3)选择合适的定值电阻，保证发光二极管能正常工作。
1、 实验的基本思想
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。
光照弱，路灯开启；
光照强，路灯熄灭。
光敏电阻
工作电流很微弱，不能直接驱动执行机构工作，
需要放大电路。
晶体三极管
二、光控开关
2、实验电路图
3、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。
实验电路图
4、 实验操作
（1）如图所示连接电路，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。
随堂练习
1、（多选）下如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则( )
A．A为低电平，LED发光
B．A为高电平，LED发光
C．A为低电平，LED不发光
D．A为高电平，LED不发光
BC
【解析】：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确．
2、（单选）如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
D
【解析】当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警，当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，线圈中没有电流，只是灯L1亮，不会报警．
3、如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，可知灯的亮灭情况能反映门的开关状态。门打开时两灯的发光情况及R2两端电压U2与门关闭时相比( )
A.红灯亮，U2变大
B.绿灯亮，U2变大
C.绿灯亮，U2变小
D.红灯亮，U2变小
D
【解析】当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，则总电阻减小，总电流I增大，R2两端电压U2=EI(R1+R)减小，R2中电流减小，所以R3中电流I3=I-I2增大，电磁继电器产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，选项D正确。
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