第13章 3實驗 傳感器應(yīng)用

6.3實驗：傳感器的應(yīng)用第六章傳感器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。2、知道晶體三極管的放大特性。3、掌握邏輯電路的基本知識和基本應(yīng)用。1．普通二極管和發(fā)光二極管

（1）普通二極管具有___________，符號是_______.

（2）發(fā)光二極管，簡稱是________，除了具有______外，導(dǎo)電時還能

，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?/p>

。符號是_______。

2.晶體三極管

（1）三極管具有

作用。（2）晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘柗糯螅w三極管的三個極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。符號____（3）傳感器輸出的電流和電壓

，用一個三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對集電極c的電流起了控制作用。元件介紹：斯密特觸發(fā)器是特殊的

電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值_____V時，輸出端Y會突然從高電平調(diào)到低電平

V，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個值的時候

V，Y會從低電平跳到高電平

V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為

的

信號。而這正是進(jìn)行光控所需要的。元件介紹：1.60.250.80.34集成斯密特觸發(fā)器引腳圖VccGND光控開關(guān)的電路圖1、圖中的接地符號表示電路的公共端。并非與大地連接。2、電平即電勢目的：使路燈天明熄滅，天暗自動開啟非門3、控制燈亮和熄滅需要一種跳變的開關(guān)量，所以要用斯密特觸發(fā)器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號4、R2是發(fā)光二極管的限流電阻，通過它的電流不超過10mA光控開關(guān)的工作原理1、白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；2、當(dāng)天色暗到一定程度，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個值（如1.6V），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了）。電磁繼電器的工作原理當(dāng)線圈A中通電時，鐵芯中產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路?？刂齐娐返墓ぷ髟?、天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；2、天較暗時，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動開啟；3、天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低，降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再有電流，則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，路燈熄滅。思考與討論1、要想在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個值（如1.6V），就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。2、用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路。溫度報警器的工作原理1、常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；2、當(dāng)溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，Rl的阻值不同，則報警溫度不同。怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？應(yīng)減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高．思考與討論加速度計例、課本第61頁問題與練習(xí)第1題：由題：滑動片4指在變阻器正中央時，P、Q等勢，電壓表指在中央零刻度；分析：如圖滑動片4向左端滑動，左端電阻小，電流流過時電勢降落小，故Q點電勢高于P，電壓表指針向零點左側(cè)偏；且加速度越大，偏轉(zhuǎn)越大。恒溫箱1、答：加熱器應(yīng)接在A、B端。析：溫度超過后，R電阻減小，線圈電流增大，銜鐵被吸合，與C、D接通，A、B斷開，加熱器停止加熱。2、可變電阻為100Ω例、課本第61頁問題與練習(xí)第2題：磁傳感器1、利用線性霍爾元件，測量電流的大小：2、利用開關(guān)型霍爾元件，測量物體的轉(zhuǎn)速：每轉(zhuǎn)1圈記錄一次信號，配合秒表記錄時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n課堂練習(xí)1、現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖所示，試設(shè)計一個溫控電路。要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，畫出電路圖說明工作過程。

工作過程：閉合S當(dāng)溫度低于設(shè)計值時熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱．當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計值時，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱．當(dāng)溫度低于設(shè)計值，又重復(fù)前述過程．2、用如圖所示的電磁繼電器設(shè)計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警。可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。課堂練習(xí)1．當(dāng)門閉著時，永久磁鐵使干簧管接通，斯密特觸發(fā)器輸入端與電源負(fù)極相連，處于低電平，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)開門時，沒有磁鐵作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入端為高電平，則輸出端為低電平，則蜂鳴器通電，發(fā)聲報警．書后習(xí)題第2題：設(shè)計一個電熱水器的控制方案?！玆Jak220V書后習(xí)題加速度計例、課本第61頁問題與練習(xí)第1題：由題：滑動片4指在變阻器正中央時，P、Q等勢，電壓表指在中央零刻度；分析：如圖滑動片4向左端滑動，左端電阻小，電流流過時電勢降落小，故Q點電勢高于P，電壓表指針向零點左側(cè)偏；且加速度越大，偏轉(zhuǎn)越大。半定量推導(dǎo)：設(shè)滑塊向左偏離s，由牛頓第二定律：2kｓ=ｍａ在電流大小不變時，UQP∝s所以：加速度越大，指針偏轉(zhuǎn)越大加速度計如圖所示為一個加速度傳感器，質(zhì)量為m的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著，R為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比，兩個電池E的電壓相同，電壓表指針的零點調(diào)在中央，當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？1、滑動片4指在變阻器正中央時，P、Q等勢，電壓表指在中央零刻度；2、如圖滑動片4向左端滑動，左端電阻小，電流流過時電勢降落小，故Q點電勢高于P，電壓表指針向零點左側(cè)偏；且加速度越大，偏轉(zhuǎn)越大。恒溫箱如圖所示，用圖甲的熱敏電阻與繼電器組成圖乙所示的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈電阻為150Ω，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。繼電器供