3 实验：传感器的应用
[学习目标] 1.[科学思维]识别逻辑集成电路块、集成电路实验板，通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识． 2.[科学思维]了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关． 3.[科学思维]了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器．
一、实验原理和方法
1．光控开关
(1)电路如图所示．
(2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．
(3)光控开关的工作原理：白天，光照强度较大，光敏电阻RG阻值较小，加在斯密特触发器输入端A的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天暗到一定程度时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到1.6 V，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)，这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的．
2．温度报警器
(1)电路如图所示．
(2)工作原理：常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器输入端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的电压升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端Y由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度．
二、实验器材
1．光控开关实验
斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6 V，0.3 A)、可变电阻R1(最大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸．
2．温度报警器实验
斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧杯(盛有热水)．
三、实验步骤
1．光控开关
(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
(3)接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮．
(4)用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状态．
(5)逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态．
2．温度报警器
(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
(3)接通电源，调节电阻R1，使蜂鸣器常温下不发声．
(4)用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声．
(5)将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声．
四、注意事项
1．安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装．
2．光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接，否则继电器不能正常工作．
3．光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮，应该把R1的阻值调大些．
4．温度报警器实验中，要使蜂鸣器在更低的温度时报警，应该把R1的阻值调大些．
