实验十二 传感器的简单应用PPT学习教案.pptx

在现代科技教育中，传感器的原理与应用是一个基础而重要的课题。通过探索传感器的工作原理，学生不仅能理解非电学量如何转化为电学信号，还能掌握基本的自动化控制概念。本次实验十二“传感器的简单应用”将通过两个实验——光控开关和温度报警器——来深入学习传感器的应用。 我们来看看光控开关的设计与工作原理。光控开关的设计基于光敏电阻的特性，它能将光强的变化转换成电阻值的变化。在白天，光照强度较高时，光敏电阻的电阻值较小，使得电路中斯密特触发器的输入端A电压降低。由于斯密特触发器具有开关特性，当输入端A的电压低于1.6伏时，触发器的输出端Y会从低电平跳变到高电平，使得连接在其输出端的发光二极管（LED）不导通，因此不发光。相反，到了晚上，光照强度减弱，光敏电阻的电阻值增加，当其值超过某一阈值后，导致输入端A的电压升高超过1.6伏，斯密特触发器翻转，输出端Y变为低电平，LED则导通发光。为了精确控制路灯的开闭时间，学生需要通过调整可变电阻R1来改变路灯亮起的光照阈值。 接下来是温度报警器的设计与工作原理。温度报警器是利用热敏电阻（RT）随温度变化的特性来工作的。在室温条件下，通过调整R1，使斯密特触发器的输入端A保持低电平状态，此时输出端Y为高电平，连接在输出端的蜂鸣器不发声。然而，当环境温度上升时，热敏电阻的电阻值降低，导致输入端A的电势升高。一旦输入端A的电势超过斯密特触发器的高电平阈值，输出端Y会翻转至低电平，蜂鸣器接通电源发出报警声。通过调整R1的阻值，可以设定不同的温度阈值，从而调整报警器的报警温度。 在实验步骤中，学生首先需要根据电路图连接所有电子元件，包括光敏电阻、热敏电阻、斯密特触发器、LED、蜂鸣器、以及可变电阻等。调整可变电阻是实验的关键，它可以帮助学生更直观地理解传感器的工作原理和触发器的开关特性。在实际应用中，由于集成电路的电流限制，通常需要使用继电器来控制诸如路灯这样的大电流设备。继电器能够隔离控制电路和负载电路，避免大电流对传感器电路的影响。 除了两个主要的实验外，本次学习还扩展到了其他领域的传感器应用。例如，压力传感器可以用来设计体重秤，其电阻值随受到的压力而变化。类似地，光敏电阻也可以用来设计自动开关的路灯系统，当周围环境变暗时自动打开，光线变亮时自动关闭。这些应用实例帮助学生把理论知识与实际生活相结合，加深对传感器应用的认识。 通过本次实验，学生不仅学会了传感器的基础知识，而且能够通过实践活动巩固电路设计的原理。更重要的是，学生能够理解到传感器在日常生活和工业自动化中不可或缺的地位，培养了创新思维和解决实际问题的能力。随着未来技术的发展，传感器技术必将在智能家居、环境监测、健康护理等领域发挥更大的作用，本课程为学生后续学习和应用奠定了坚实的基础。