实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置公开课教案教学设计课件资料.docx

《实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置公开课教案教学设计课件资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置公开课教案教学设计课件资料.docx（4页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、实验十六 利用传感器制作简单的自动控制装置一、五种敏感元件的作用和特点敏感元件作用特点热敏电阻将温度这个热学量转换为电阻 这个电学量一般情况下，热敏电阻的阻值随温度的升高而 减小，随温度的降低而增大金属热电阻将温度这个热学量转换为电阻 这个电学量一般情况下，金属热电阻的阻值随温度的升高 而增大，随温度的降低而减小光敏电阻将光照强度这个光学量转换为 电阻这个电学量一般情况下，光敏电阻的阻值随光照强度的增 强而减小，随光照强度的减弱而增大XX元件将磁感应强度这个磁学量转换 为电压这个电学量对于某个确定的XX元件，它的厚度d、XX系数 %为定值，如果保持电流/恒定，则霍尔电压 UH就与磁感应强度B成

2、正比（UH=号）压敏电阻将压力这个力学量转换为电阻 这个电学量压敏电阻的阻值随力的变化而变化二、自动控制装置设计与制作示例 1.门窗防盗报警装置的设计 电路如图1所示。Q）实验操作连接电路前， 要先判断干簧MRIJsaHB LEDL UIb管是否正常工kc-J作。用磁体直接11靠近干簧管，观察簧片的动作。连接电路，接通电源后，将磁体靠近和离 开干簧管，观察实验现象。2.光控开关的设计电路如图2所示。实验操作丁 一vs按照如图所示ifLEDxx连接电路,检查无I b误后，接通电源。 让光敏电阻RGBov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。遮挡Rg,当光照

3、减弱到某种程度时，就会让光照加强，当光照强到某种程度时，则 发光二极管LED或小灯泡L熄灭。注意事项安装前，对实验器材进行测试，确保各元 件性能良好后，再进行安装。光控开关实验中，二极管连入电路的极性 不能反接。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。考点一用温度传感器设计控制电路例1 （2022.河北省新高考测评卷）热敏电阻有 很多的应用领域，如家电、开关电源、新能 源汽车等。某实验小组的同学为了研究某保 温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电 阻RT的特性设计了以下实验。（1）首先利用多用电表粗略测量与电饭锅中 型号相同的热敏电阻常温状态下的阻值，多 用电表的旋

4、钮置于“ X 100”的挡位时示数 如图3甲所示，则该热敏电阻的阻值为 Q0该实验小组的同学为了进一步探究热敏 电阻的特性，设计了图乙所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻的阻值为2kQ。5.0R1kQ3.02.0OJe-W-Q-I A1() 20 30 40 50 60 7()开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置 于最（填“左”或“右”）端。某次实验时，电压表Vi、V2的示数分别为3.0V、4.5 V,则热敏电阻的阻值应为ko通过多次实验，得出热敏电阻的阻值随温 度变化的规律图像如图丙所示，当热敏电阻 的阻值为R=2kQ时，热敏电阻所处环境 的温度约为o跟踪训练1.某同学利用

5、热敏电阻设计了一个“过热 自动报警电路”，如图4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 离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时, 继电器的下触点接触，上触点分离，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&为30 Q。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。指示灯D-01（1）图甲中警铃的接线柱C应与R/Q15。三120 二 H接线柱 相连，指示灯的 9。（4）该种保温式自动电饭锅，采用感温磁控元 件（可视为用热敏电阻控制

6、的电磁铁开关，通 过的电流大于某一值时开关断开）控制电路 闭合与断开，从而控制加热电路，锅内米饭 温度低于60 后，加热电路开始工作，则 下列电路图可能是该电饭锅中加热电路的接线柱D应与接 60二二二二士;二二二二二线柱 相：”三三;三三:WEE连（均选填”或0 20 40 60 80 100 CtB,）0（2）当环境温度升高时，继电器的磁性将（选填“增大” “减小”或“不变”），当环境温度达到时，警铃 报警。如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是 OA.适当减小Ul B.适当增大UlC.适当减小U2 D.适当增大U2考点二用光传感器设计控制电路例2为了节能环保，一些公共场所使用光

7、控 开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值R随光的照度/ 而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱， 光越强，照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻在不同照度下的阻值R如下 表所示，根据表中的数据，请在图5甲的坐 标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并判 断光敏电阻的阻值R与照度/是否成反比关 系。答:（填是”或“否”）。照度/Ix0.20.40.60.81.01.2阻值Rk5.83.72.72.32.01.8（1）光强（0是表示光照强弱程度的物理量,单 位为坎德拉（cd）。图6甲是光敏电阻阻值随 光强变化的图线，由此可得到的结论是:A B1照明电源I（2）图乙为街道路 灯

8、自动控制电路， 利用直流电源E为 电磁铁供电，利用 照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果， 路灯应接在（填或“CD）之间。已知线圈的电阻为140 Q,直流电源E的 电动势=36 V,内阻忽略不计。当线圈中 的电流大于10 mA时，继电器的衔铁将被吸 合，滑动变阻器R的阻值应调为 Q时，才能使天色渐暗照度低于1.0 Ix时点亮 路灯。使用一段时间后发现，路灯在天色更亮时 就已点亮了，为了使路灯能按设计要求点亮 和熄灭，变阻器R的阻值应适当调 些（选填“大”或“小”）。跟踪训练2.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。图乙为电磁继电器的构造示意图，其中L 为含有铁

9、芯的线圈，P为可绕。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、或“C、O”）接照明电路。请在图7中用笔画线代替导线，完成实物 电路的连接。（4）已知电源电动势为3 V,内阻很小，电磁 铁线圈电阻Ro=2O.OQ,电流超过50 mA时 可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时，照 明电路恰好接通，则图7中定值电阻R=o电源开关1 .某同学用热敏电阻制作高温报警器。实 验器材如下，热敏电阻凡、电磁继电器、蜂 鸣器、小灯泡（额定电压2.5 V）、保护电阻”阻 值5Q）、变阻箱R（O9 999.9Q）电池组两 组（内阻不计）、多用电表（有温度挡）、铁

10、架台、 烧杯、开关及导线若干。如图1所示是该热敏电阻的R-t曲线， 由图像可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而（选填“减小” “不变”或学设计的高温报警器电路图，左边部分是控 制电路，右边部分是报警装置，实验发现控 制电路不工作，合上开关S,用多用电表排 查电路故障，则应将如图3所示的选择开关 旋至（选填A，C或“若只有继电器线圈断路，则应发现表笔接入继电 器线圈两端时多用电表的指针（选 填“偏转”或“不偏转”），接入热敏电阻两 端时多用电表的指针（选填“偏转” 或“不偏转” ）o根据电磁继电器的技术数据，当热敏电阻 凡达到设定温度时，电 磁继电器应自动吸合， 报警装置报警。已知控 制电路电池

11、组电动势 为6V,实测电磁继电器正常吸合时的电流 为37.6 mA40.2 mA,继电器内阻为61.0 Q, 如果设置报警温度为55 ,至少应将变阻 箱的电阻R调节到 o想要让热敏电阻在高温报警中更加“敏感”（即温度不 是太高就报警），需要（选填“增大” “减小”或“不变”）变阻箱的电阻。2. （2023北京市第八十中学月考）利用光敏电 阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路 灯自动在白天关闭，黑夜打开。某同学利用如下器材制作了 一个简易的路灯自动控制装置。A.励磁线圈电源昂B.路灯电源E2 C.路灯灯泡LE.光敏电阻Rl F.G.导线、开关等D.定值电阻Ro 电磁开关（1）电磁开关的内部结构

12、如图4甲所k不。1、2两接线柱接励磁线圈（电磁铁上绕的线圈），3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当 于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于 某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点 分离，3、4断开，路灯熄灭。该同学首先用 多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将 选择开关置于“XI”挡，调零后测量时的 示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为o图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关 系（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越 大，单位为lx）。从图中可以看出，光敏电阻 的阻值随照度的增大而（选填“减 小” “xx”或“增大” ）o（3）如图5所示，请你用笔画线代替导线，将 该同学设计的自动控制电路补充完整。（4）已知励磁线圈电源E = 6.0 V（内阻不计）， 定值电阻Ro=6OQ0若设计要求当流过励磁 线圈的电流为0.05 A时点亮路灯，则此时的照度约为 XXo