探究传感器实验－水位传感器的应用.DOCVIP

引领学生开展课外传感器实验 摘　要：通过传感器的学习，引领学生开展课外传感器实验，突出物理联系生活实际，发挥探究合作的精神，丰富学生的物理体验通过市场采购发现有两种声光控延时开关如下图，一种二线声光控延时开关，二个接线端口；另一种是三线声光控延时开关，三个接线端口，比二线的多了一个端口接零线。 4、实验开展 组成一个小组，利用双休日时间，到林洛家安装声光控延时开关。安装时要注意安全，先断开电源，再进行接线。对于白炽灯泡要用二线声光控延时开关接线，这种开关接线比较简单，两个接线端口，两端都是接火线，一线进一线出。而对于日光灯要用三线声光控延时开关接线，三个接线端口，两个端口接火线一线进一线出，还有一个端口接零线。安装后要进行试验，要观察几天时间，是不是能正常使用，碰到问题先汇总再进行研究和讨论。 5、问题探究 (1)问题一：日光灯为什么不能接二线而要用三线声光控延时开关？ (I)提出问题，引发思考 这个问题一开始有些学生没有注意，直接在日光灯上接二线声光控延时开关，结果不能正常使用，损坏了开关。于是笔者就引导学生思考为什么日光灯不能接二线而要用三线声光控延时开关？ (II)教师引导，资料查找 学生一有问题，最先想到问老师，笔者装作不知道，引导学生从两个方面进行资料查找，一方面是日光灯的工作原理，另一方面是二线和三线声光控延时开关内部的电路工作原理。 (III)小组合作，寻求解释 学生小组合作，通过网络和资料找到了原因。原来二线声光控延时开关没有使用继电器，而是使用了可控硅作为导通控制的器件，可控硅承受的电流是有限的日光灯镇流器在启动时有瞬间断电，而且产生及千伏以上高压，会烧掉电子开关中的可控硅声光控开关无法正常工作选用继电器作为输出器件的声光控开关，需要接入零线I)提出问题，引发思考 双联电路内部电线很多，有些学生不会接，有些学生认为不能接，教师给出的意见是可以接，要求学生组成小组思考讨论。 (II)教师引导，小组讨论 教师引导学生从双联电路的基本原理出发，进行思考。 (III)小组合作，找到方案 通过小组讨论，找到了解决的方案。如图原来的双联开关Ｋ1不是和2导通就是和3导通，Ｋ2不是和4导通就是和5导通，起到双控的目的。现在只要把１、３接通，4、6接通，1、2之间接一个声光控延时开关，5、6之间再接一个声光控延时开关，就可以起到双控的目的。如果是三线声光控延时开关需再接一路零线。 6、经验交流 通过学习、研究、安装、试验等几个环节，实验结束后，学生之间进行了交流，有了不少收获，记录了学生一些感言： 物理真奇妙，竟然可以造出这种自动控制的开关。 这种开关真是方便人们的生活，节能又环保。 学到了很多东西，小小开关有这么多知识。 看似简单的接线，实验操作还是有难度的。 我研究了双联电路好长时间认为不能接，但是通过小组讨论和老师指导问题就解决了，真有豁然开朗的感觉。 我学会了电路接线，我到家也去安装一个。 通过这个实验研究，加深了学生对传感器理论知识的认识，体现了物理知识能应用生活的魅力，使学生初步具有发现问题、提出实验研究课题的能力；能根据实验目的，设计并讨论实验方案，确定科学、合理的实验步骤；培养了学生动手能力和用物理知识解决实际问题的能力。 实验二：探究水位自动控制器 1、实验背景：家里的水箱水用完了，每次要去合上开关抽水，还要时刻关注水是否打满了溢出来，很麻烦是否可以自动控制水泵。这就需要一个水位自动控制器。 2、实验目的：了解水位自动控制器的工作原理及使用安装。 3、实验准备： (1)学习水位自动控制器工作原理 分小组通过书本、资料等学习水位自动控制器的原理。它是由一个水位传感器和一个继电器组成．当低于预设水位时，传感器把水位信号转化为电信号，继电器导通电路，水泵抽水；当高于预设水位时，传感器把水位信号转化为电信号，继电器切断电路，水泵停止抽水。 (2)采购水位自动控制器 市场中有一种价格比较便宜，操作比较方便的DF－96系列水位自动控制器如右图。 4、实验开展 组成一个小组，利用双休日时间，到笔者家里去安装水位自动控制器，要注意安全，先断开电源，再进行接线。这个仪器接线有两部分线路组成，第一部分是水泵与控制器的连接如右图所示；第二部分是传感器与水箱通过信号线的传输，如下图所示。在控制器上有五根信号线，前面三根ＡＢＣ接三个水位感应探头，与水箱的连接如下图所示。安装后要进行试验，要观察几天时间，是不是能够正常使用，有问题汇总进行讨论和研究。 5、问题探究 (1)问题一：水泵安装在楼底还是楼背？ (I)提出问题，引发思考 这个问题在接线过程中，学生自然而然会想到。 (II)教师引导，小组讨论 教师引导学生从电线材料的成本方面考虑，学生小组讨论，最终达成一致意见。如果安装在楼底需要很长的信号线，而安装在楼背则需要很长的电线。从