6.3实验：传感器的应用
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6.3实验：传感器的应用
一.相关主要知识点 红
黑
1、普通二极管
具有__单__向______导电性，在电子电路中有多种运用， 在用多用电表欧姆档测量二极管的正向导通电阻时， 黑表笔应接二极管的_____极正，若发现阻值较大， 则与黑表笔接触的是二极管的_____极负。
2.发光二极管
除了具有单向导电性外，导电时还能
2021/2/4
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图8 (1)若传感器a的示数为14 N,b的示数为6.0 N,求此时 汽车的加速度大小和方向.
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.
2021/2/4
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解析 传感器上所显示出力的大小,即弹簧对传感器的压
力,据牛顿第三定律知,此即为弹簧上的弹力大小,亦即该
弹簧对滑块的弹力大小.
1
6
思考与讨论
要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值 调大些还是调小些？为什么？
应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特 触发器的输入端A电压达到某个值（如 1.6V），就需要RG的阻值达到更大，即天色 更暗。
2021/2/4
1
7
电磁继电器的工作原理
当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁 B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将 工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁 失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D 与E分离，自动切断工作电路．
2021/2/4
1
3
4.认识门电路
与门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 0 0 1
A& Y B
2021/2/4
或门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 1 1 1
A ≥1 Y B
1
非门
输入 A 0 1
输出 Y 1 0
A1 Y
4
5. 斯密特触发器
•是具有特殊功能的非门。符号：
2021/2/4
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实验2.温度报警器
工作原理
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低 电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣 器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密 特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平）， 其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报 警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同．
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思考与讨论
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特 触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值 要求越小，即温度越高．
2021/2/4
1
11
【例】用如图8所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速
直线运动的加速度,该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一 个由力敏电阻组合成的压力传感器,用两根相同的轻弹簧夹着一 个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分 别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏 上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感 器a在后.汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N. (g取10 m/s2)
2021/2/4
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(2)a传感器的读数恰为零,即左侧弹簧的弹力F1′=0,因 两弹簧相同,左弹簧伸长多少,右弹簧就缩短多少,所以右
弹簧的弹力变为F2′=20 N.
(3分)
滑块所受合力产生加速度,由牛顿第二定律得
F合=F2′=ma2
F 得a2=m
2Leabharlann Baidu
=-10
m/s2
负号表示方向向后(向左).
答案 (1)4 m/s2 向右 (2)10 m/s2 向左
(1)如右图所示,依题意：左侧弹簧对
滑块向右的推力F1=14 N,右侧弹簧对 滑块的向左的推力F2=6.0 N.(3分) 滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有
F1-F2=ma1
(3分)
得a1=F1m F2
146.0m/s2=4 2.0
m/s2
a1与F1同方向,即向前(向右).
(2分) (2分)
(3分) (2分)
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四、课堂总结、点评
传感器的应 用实例
光控开关
温度报警器
2021/2/4
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谢谢
触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二
极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值上升
到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个 （1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，
则发光二极管LED导通发光
（相当于路灯亮了），这样
就达到了使路灯天明熄灭，
天暗自动开启的目的．
2021/2/4
发光，普通发光二极管使用用磷镓或
磷砷化镓等半导体材料制成，直接将 __电___能转化为__光____能。该类发光
二极202管1/2/4的正向导通电压大1于1.8V。
2
3.什么是电平？
电平：在电子技术中，习惯上常用“电平”来 描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。其实， 电平指的是某个端点与“地”之间的电压，或 者说，如果以接地端的电势为零，那么电平表 示的是某个端点的电势。
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试分析其工作原理？
光照时，RG阻值__较__小，A为___低__电平，Y为___高__电 平，继电器中无电流不工作，灯泡____不__亮_（填“亮”
或“不亮”），无光或弱光时，RG阻值_较__大_，A为_高____ 电平，Y为_低___电平，继电器有电流，吸引衔铁使触点
接触，电路接通，灯泡_亮___（填“亮”或“不亮”）。
•工作特点：
输入端电压上升到1.6V(高电平)，输出端从 高电平突变到低电平0.25V(低电平) 输入端电压下降到0.8V(低电平)，输出端从 低电平突变到高电平3.4V(高电平)
•作用：
模拟信号（连续变化）
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数字信号（突变）
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实验1、模仿路灯光控实验 工作原理
白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特
一.相关主要知识点 红
黑
1、普通二极管
具有__单__向______导电性，在电子电路中有多种运用， 在用多用电表欧姆档测量二极管的正向导通电阻时， 黑表笔应接二极管的_____极正，若发现阻值较大， 则与黑表笔接触的是二极管的_____极负。
2.发光二极管
除了具有单向导电性外，导电时还能
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图8 (1)若传感器a的示数为14 N,b的示数为6.0 N,求此时 汽车的加速度大小和方向.
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.
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解析 传感器上所显示出力的大小,即弹簧对传感器的压
力,据牛顿第三定律知,此即为弹簧上的弹力大小,亦即该
弹簧对滑块的弹力大小.
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思考与讨论
要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值 调大些还是调小些？为什么？
应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特 触发器的输入端A电压达到某个值（如 1.6V），就需要RG的阻值达到更大，即天色 更暗。
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电磁继电器的工作原理
当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁 B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将 工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁 失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D 与E分离，自动切断工作电路．
2021/2/4
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3
4.认识门电路
与门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 0 0 1
A& Y B
2021/2/4
或门
输入 AB 00 01 10 11
输出 Y 0 1 1 1
A ≥1 Y B
1
非门
输入 A 0 1
输出 Y 1 0
A1 Y
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5. 斯密特触发器
•是具有特殊功能的非门。符号：
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实验2.温度报警器
工作原理
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低 电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣 器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密 特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平）， 其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报 警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同．
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思考与讨论
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特 触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值 要求越小，即温度越高．
2021/2/4
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11
【例】用如图8所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速
直线运动的加速度,该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一 个由力敏电阻组合成的压力传感器,用两根相同的轻弹簧夹着一 个质量为2.0 kg的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分 别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏 上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感 器a在后.汽车静止时,传感器a、b的示数均为10 N. (g取10 m/s2)
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(2)a传感器的读数恰为零,即左侧弹簧的弹力F1′=0,因 两弹簧相同,左弹簧伸长多少,右弹簧就缩短多少,所以右
弹簧的弹力变为F2′=20 N.
(3分)
滑块所受合力产生加速度,由牛顿第二定律得
F合=F2′=ma2
F 得a2=m
2Leabharlann Baidu
=-10
m/s2
负号表示方向向后(向左).
答案 (1)4 m/s2 向右 (2)10 m/s2 向左
(1)如右图所示,依题意：左侧弹簧对
滑块向右的推力F1=14 N,右侧弹簧对 滑块的向左的推力F2=6.0 N.(3分) 滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有
F1-F2=ma1
(3分)
得a1=F1m F2
146.0m/s2=4 2.0
m/s2
a1与F1同方向,即向前(向右).
(2分) (2分)
(3分) (2分)
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四、课堂总结、点评
传感器的应 用实例
光控开关
温度报警器
2021/2/4
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谢谢
触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二
极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值上升
到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个 （1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，
则发光二极管LED导通发光
（相当于路灯亮了），这样
就达到了使路灯天明熄灭，
天暗自动开启的目的．
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发光，普通发光二极管使用用磷镓或
磷砷化镓等半导体材料制成，直接将 __电___能转化为__光____能。该类发光
二极202管1/2/4的正向导通电压大1于1.8V。
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3.什么是电平？
电平：在电子技术中，习惯上常用“电平”来 描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。其实， 电平指的是某个端点与“地”之间的电压，或 者说，如果以接地端的电势为零，那么电平表 示的是某个端点的电势。
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试分析其工作原理？
光照时，RG阻值__较__小，A为___低__电平，Y为___高__电 平，继电器中无电流不工作，灯泡____不__亮_（填“亮”
或“不亮”），无光或弱光时，RG阻值_较__大_，A为_高____ 电平，Y为_低___电平，继电器有电流，吸引衔铁使触点
接触，电路接通，灯泡_亮___（填“亮”或“不亮”）。
•工作特点：
输入端电压上升到1.6V(高电平)，输出端从 高电平突变到低电平0.25V(低电平) 输入端电压下降到0.8V(低电平)，输出端从 低电平突变到高电平3.4V(高电平)
•作用：
模拟信号（连续变化）
2021/2/4
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数字信号（突变）
5
实验1、模仿路灯光控实验 工作原理
白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特