5.3利用传感器制作简单的自动控制装置 17张PPT

第五章 传感器
第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置
太阳能热水器中的有哪些传感器？
如何实现的自动上水功能？
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。
本节课提供了两个案例，亲自动手组装体验一下吧！
实验一：门窗防盗报警装置
门窗防盗报警装置具有自动提示报警的功能。在睡觉前连接好电路，启动防盗报警装置。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。
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。图5.3-1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。
实验器材与装置
R为放光二极管的限流电阻
H为蜂鸣器
电路工作原理
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。
实验操作
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。
实验二 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。
电路工作原理
当环境光比较强时，光敏电阻R。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R。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。
实验操作
(1)按照图5.3-5所示连接电路，检查无误后，接通电源。
(2)让光敏电阻R受到白天较强的自然光照射，调节电阻R使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。(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。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。
例题1．
如图所示，用小灯泡模仿光控电路，A、Y之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；J为继电器的线圈，为它的常开触点，下列说法正确的是（　　）
A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮
B．要想在天色更暗时，路灯才会点亮，应把的阻值R1调大些
C．要想在天色更暗时，路灯才会点亮，应把的阻值R1调小些
D．二极管的作用是继电器Ja释放时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路
例题2
如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（　　）
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
例题3
传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……，演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（　　）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M向x正方向运动，电压表示数增大
谢谢！