实验传感器的应用

1、2014 3 4实验传感器的应用1、晶体管 普通二极管具有_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，若发现阻值较大，则与黑表笔接触的是二极管的_极。 单向正正负负红红+黑黑-发光二极管发光二极管发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，具有单向导电性外，导电时还能发光，用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将直接将_ _ _ _能转化为能转化为_能。能。 电电光光P65P65实验：实验：思考：正向导通电压多少？实思考：正向导通电压多少？实验中为何要串一电阻验中为何要串一电阻R R？正向导通

2、电压大于1.8V允许通过的电流低于10mA发光二极管发光二极管试判断下列各是什么门电路的真值表？各有何特点？与门或门非门符号：AY1符号AYB1AYB&1. 斯密特触发器是具有特殊功能斯密特触发器是具有特殊功能的非门。符号的非门。符号_。 一、斯密特触发器一、斯密特触发器1. 斯密特触发器是具有特殊功能斯密特触发器是具有特殊功能的非门。符号的非门。符号_。 2.2.其有何特点？其有何特点？1. 斯密特触发器是具有特殊功能斯密特触发器是具有特殊功能的非门。符号的非门。符号_。 2.其有何特点？其有何特点？输入输入1.6V(高高电平电平)，输出，输出0.25V(低低电平电平)输入输入0.8

3、V(低低电平电平)，输出，输出3.4V(高高电平电平) 斯密特触发器可以将连续变化的模斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号拟信号转换为突变的数字信号什么是什么是电平电平？电平：在电子技术中，习惯上常用电平：在电子技术中，习惯上常用“电电平平”来描述逻辑电路的输入端和输出端来描述逻辑电路的输入端和输出端的状态。的状态。其实，电平指的是某个端点与其实，电平指的是某个端点与“地地”之间的电压之间的电压，或者说，如果以接，或者说，如果以接地端的电势为零，那么电平表示的是某地端的电势为零，那么电平表示的是某个端点的电势。个端点的电势。 实验实验11：路灯光控开关实验：路灯光控开关实验

4、图中图中LED是路灯，试分析该电路如何做是路灯，试分析该电路如何做到在天色暗时让路灯自动点亮，而在天明时到在天色暗时让路灯自动点亮，而在天明时自动熄灭？自动熄灭？工作原理工作原理 实验实验11路灯光控开关实验路灯光控开关实验白天，光强度较大，光敏电阻白天，光强度较大，光敏电阻R RG G电阻值较小，电阻值较小，加在斯密特触发器加在斯密特触发器A A端的电压较低，则输出端端的电压较低，则输出端Y Y输出高电平，发光二极管输出高电平，发光二极管LEDLED不导通；当天色暗不导通；当天色暗到一定程度时，到一定程度时，R RG G的阻值增大到一定值，斯密特的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端触发器

5、的输入端A A的电压上升到某个值的电压上升到某个值(1.6V)(1.6V)，输出端输出端Y Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极突然从高电平跳到低电平，则发光二极管管LEDLED导通发光导通发光( (相当于路灯亮了相当于路灯亮了) )，这样，这样就达到了使路灯天明熄灭，就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的天暗自动开启的目的 工作原理工作原理 实验实验11：路灯光控开关实验：路灯光控开关实验1. 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的的阻值调大些还是调小些？为什么？阻值调大些还是调小些？为什么？思考与讨论思考与讨论应该把应该把R R1 1的阻值调大些，这样要

6、使斯密特触的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端发器的输入端A A电压达到某个值（如电压达到某个值（如1.6V1.6V），就需），就需要要R RG G的阻值达到更大，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。思考与讨论思考与讨论1. 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的的阻值调大些还是调小些？为什么？阻值调大些还是调小些？为什么？思考与讨论思考与讨论应该把应该把R R1 1的阻值调大些，这样要使斯密特触的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端发器的输入端A A电压达到某个值（如电压达到某个值（如1.6V1.6V），就需），就需要要R RG G的阻值达到更大

7、，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。1. 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的的阻值调大些还是调小些？为什么？阻值调大些还是调小些？为什么？2. 用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？ 由于集成电路允许通过的电流较小，要用由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路。如下图所示。电路。如下图所示。思考与讨论思考与讨论应该把应该把R R1 1的阻值调大些，这样要使斯密特触的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端发器的输入端A A电压达到某个值

8、（如电压达到某个值（如1.6V1.6V），就需），就需要要R RG G的阻值达到更大，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。1. 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的的阻值调大些还是调小些？为什么？阻值调大些还是调小些？为什么？2. 用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？在图在图6.4-26.4-2乙中，用白炽灯模仿路灯，为何要用乙中，用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？到继电器？ 由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电灯泡模仿路灯，就要使用继

9、电器来启闭工作电路路J J是什么？是什么？J Ja a是什么？是什么？继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为称为“常开触点常开触点”；电磁继电器的工作原理电磁继电器的工作原理 电磁继电器的工作原理电磁继电器的工作原理 当线圈当线圈A A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁铁B B向下运动，从而带动动触点向下运动，从而带动动触点D D向下与向下与E E接触，将接触，将工作电路接通，当线圈工作电路接通，当线圈A A中电流为零时，电磁铁失中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁去磁性，衔铁B B在弹簧作用下拉起，带动触点在弹簧作用

10、下拉起，带动触点D D与与E E分离，自动切断工作电路分离，自动切断工作电路 光照时，光照时，RG阻阻值值_，A为为_电平，电平，Y为为_电电平，继电器中无电流平，继电器中无电流不工作，灯泡不工作，灯泡_（填（填“亮亮”或或 “不不亮亮”），无光或弱光时，），无光或弱光时，RG阻值阻值_，A为为_电平，电平，Y为为_电平，继电器电平，继电器有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，灯泡灯泡_（填（填“亮亮”或或“不亮不亮”）。）。试分析其工作原理？试分析其工作原理？ 光照时，光照时，R RG G阻阻值值_，A A为为_电平，电平，Y Y为为_电电平，继电器中无

11、电流平，继电器中无电流不工作，灯泡不工作，灯泡_（填（填“亮亮”或或 “ “不不亮亮”），无光或弱光时，），无光或弱光时，R RG G阻值阻值_，A A为为_电平，电平，Y Y为为_电平，继电器电平，继电器有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，灯泡灯泡_（填（填“亮亮”或或“不亮不亮”）。）。试分析其工作原理？试分析其工作原理？高高不亮不亮较小较小低低 光照时，光照时，R RG G阻阻值值_，A A为为_电平，电平，Y Y为为_电电平，继电器中无电流平，继电器中无电流不工作，灯泡不工作，灯泡_（填（填“亮亮”或或 “ “不不亮亮”），无光或弱光时，），无光

12、或弱光时，R RG G阻值阻值_，A A为为_电平，电平，Y Y为为_电平，继电器电平，继电器有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通，灯泡灯泡_（填（填“亮亮”或或“不亮不亮”）。）。试分析其工作原理？试分析其工作原理？高高不亮不亮高高较大较大亮亮低低较小较小低低蜂鸣器两端的直流电压为蜂鸣器两端的直流电压为4 4 6V6V时会发声时会发声简述工作原理？简述工作原理？ 实验实验2 2 温度报警器温度报警器工作原理工作原理 实验实验2 2 温度报警器温度报警器工作原理工作原理 常温下，调整常温下，调整R R1 1的阻值使斯密特触发器的输入的阻值使斯密特触发器的输

13、入端端A A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y Y处于高电平，无电处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻热敏电阻R RT T阻值减小，斯密特触发器输入端阻值减小，斯密特触发器输入端A A电势升高，当达到某一值电势升高，当达到某一值( (高电平高电平) )，其输出端，其输出端由高电平跳到由高电平跳到低电平，蜂鸣器通低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警电，从而发出报警声，声，R Rl l的阻值不同的阻值不同, ,则报警温度不同则报警温度不同 实验实验2 2 温度报警器温度报警器怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？怎样使

14、热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？ 思考与讨论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？怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？ 应减小应减小R R1 1的阻值，的阻值，R R1 1阻值越小，要使斯阻值越小，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，即温度越高阻值要求越小，即温度越高思考与讨论思考与讨论小结与作业小结与作业 教材教材P61T11. 某同学设计了一个加速度计，如图某同学设计了一个加速度计，如图6.2-10所所示。较重的滑块示。较重的滑块2可以在光滑的框架可以在光滑的框架1中平移，滑块中平移，滑块两侧用弹簧两侧用弹

15、簧3拉着；拉着；R为滑动变阻器，为滑动变阻器，4是滑动片，是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正此。这个装置实际上是一个加速度传感器。成正此。这个装置实际上是一个加速度传感器。两个电池两个电池E的电压相的电压相同。按图连接电路后，电同。按图连接电路后，电压表指针的零点调在中央，压表指针的零点调在中央，当当P端的电势高于端的电势高于Q端时，端时，指针向零点右侧偏转。指针向零点右侧偏转。 你认为他的设计在原理上可行吗你认为他的设计在原理上可行吗?将框将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速

16、度方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个时，电压表的指针将向哪个方向偏转方向偏转?1. 1. 该同学是依据牛顿第二定律和胡克定该同学是依据牛顿第二定律和胡克定律设计的，电路在原理上可行，当滑动片律设计的，电路在原理上可行，当滑动片P P在在滑动变阻器中央时，滑动变阻器中央时，P P、Q Q等势，电压表指针等势，电压表指针指中央零点。指中央零点。这个装置可以同时测出加速度大小和方这个装置可以同时测出加速度大小和方向，大小可通过电压表向，大小可通过电压表示数大小表示，方向可示数大小表示，方向可通过偏转方向判定。通过偏转方向判定。 当物体具有图示方当物体具有图示方向的加速度向的加速度a a时，滑块时

17、，滑块2 2 解答与说明解答与说明将向左移，带动变阻器的滑片将向左移，带动变阻器的滑片4 4移向中点左移向中点左方；变阻器右端电阻大，故电流流过滑动变方；变阻器右端电阻大，故电流流过滑动变阻器时电势降落大；阻器时电势降落大；Q Q点电势高于点电势高于P P点，则指点，则指针应向零点左侧偏转。针应向零点左侧偏转。在电流大小不变在电流大小不变时，时，U UQP QP x x则，则， U UQPQP a a加速度越大，指加速度越大，指针偏转越大。针偏转越大。 教材教材P61T22. 如图如图6.2-ll所示，图甲为热敏电阻的所示，图甲为热敏电阻的R-t图象，图象，图乙为用此热敏电阻图乙为用此热敏电阻

18、R和继电器组成的一个简单恒和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 。当线圈。当线圈中的电流大于或等于中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以，内阻可以不计。图中的不计。图中的“电源电源”是恒温箱加热器的电源。是恒温箱加热器的电源。图图6.2-ll 6.2-ll 简单的恒温箱温控电路简单的恒温箱温控电路 (1)应该把恒温箱内的加热器接在应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是端还是C、D端端?(2)如果要使恒温箱内的温度保持如果要使

19、恒温箱内的温度保持100 C，可变，可变电阻电阻R 的值应调节为多少的值应调节为多少?图图6.2-ll 6.2-ll 简单的恒温箱温控电路简单的恒温箱温控电路（1 1）应将加热器接在）应将加热器接在A A、B B端。端。（2 2）由甲图查出热敏电阻在）由甲图查出热敏电阻在t t温温=100=100 C C时，时，R R=50=50 ，设，设R RJ J为继电器线圈的电阻。为继电器线圈的电阻。则继电器电路中电流在则继电器电路中电流在t t 温温=100=100 C C时，时，。代得数据得：。代得数据得：R R =100=100 。JRRREI+= 解答与说明解答与说明1. 图图6.3-4是一个简

20、单的磁控防盗报警装置。是一个简单的磁控防盗报警装置。门的上沿嵌入一小块永磁体门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与，门框内与M相对相对的位置嵌入干簧管的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管接入图示的，并且将干簧管接入图示的电路。睡觉前连接好电路。睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，电路，当盗贼开门时，蜂鸣器就会叫起来。蜂鸣器就会叫起来。请说明它的工作请说明它的工作原理，最好通过实验原理，最好通过实验模拟这个电路的工作。模拟这个电路的工作。教材教材P64T1解答与说明解答与说明1. 1. 门关闭时，干簧管门关闭时，干簧管内两个簧片被磁化而吸合，使触发内两个簧片被磁化而吸合，使触发器器( (非门非门) )的输

21、入端为低电平，则其的输入端为低电平，则其输出端为高电平，与电源的电压很输出端为高电平，与电源的电压很接近。于是蜂鸣器两端的电压很小，接近。于是蜂鸣器两端的电压很小，不会发声。若盗贼将门打开，永磁不会发声。若盗贼将门打开，永磁体就远离干簧管，因而两个簧片分体就远离干簧管，因而两个簧片分离，使触发器离，使触发器( (非门非门) )的输入端跳变的输入端跳变为高电平，则其输出端变为低电平。为高电平，则其输出端变为低电平。于是蜂鸣器两端达到了工作电压，于是蜂鸣器两端达到了工作电压，就发出叫声报警。就发出叫声报警。2. 请你设计一个电热水器的控制方案。请你设计一个电热水器的控制方案。要求水烧开时自动断电，而在水温低于沸要求水烧开时自动断电，而在水温低于沸点约点约10时又自动加热。同时还要有手动时又自动加热。同时还要有手动开关，必要时可以在任何温度下立即加热。开关，必要时可以在任何温度下立即加热。教材教材P64T2P64T22. 2. 如图如图6-186-18所示。所示。A A为双金属片，一端固为双金属片，一端固定在金属杆上，另一端固定与金属杆定在金属杆上，另一端固定与金属杆b b构成一对构成一对触点。将它密封在玻璃罩触点。将它密封