第13章 3实验 传感器应用

6.3实验：传感器的应用第六章传感器【学习目标】1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。2、知道晶体三极管的放大特性。3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。1．普通二极管和发光二极管

（1）普通二极管具有___________，符号是_______.

（2）发光二极管，简称是________，除了具有______外，导电时还能

，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于

。符号是_______。

2.晶体三极管

（1）三极管具有

作用。（2）晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。符号____（3）传感器输出的电流和电压

，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。元件介绍：斯密特触发器是特殊的

电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值_____V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平

V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候

V，Y会从低电平跳到高电平

V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为

的

信号。而这正是进行光控所需要的。元件介绍：1.60.250.80.34集成斯密特触发器引脚图VccGND光控开关的电路图1、图中的接地符号表示电路的公共端。并非与大地连接。2、电平即电势目的：使路灯天明熄灭，天暗自动开启非门3、控制灯亮和熄灭需要一种跳变的开关量，所以要用斯密特触发器将模拟信号转换为数字信号4、R2是发光二极管的限流电阻，通过它的电流不超过10mA光控开关的工作原理1、白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；2、当天色暗到一定程度，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（如1.6V），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（相当于路灯亮了）。电磁继电器的工作原理当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路。控制电路的工作原理1、天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；2、天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；3、天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭。思考与讨论1、要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V），就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。2、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，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路。温度报警器的工作原理1、常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端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；2、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电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同。怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高．思考与讨论加速度计例、课本第61页问题与练习第1题：由题：滑动片4指在变阻器正中央时，P、Q等势，电压表指在中央零刻度；分析：如图滑动片4向左端滑动，左端电阻小，电流流过时电势降落小，故Q点电势高于P，电压表指针向零点左侧偏；且加速度越大，偏转越大。恒温箱1、答：加热器应接在A、B端。析：温度超过后，R电阻减小，线圈电流增大，衔铁被吸合，与C、D接通，A、B断开，加热器停止加热。2、可变电阻为100Ω例、课本第61页问题与练习第2题：磁传感器1、利用线性霍尔元件，测量电流的大小：2、利用开关型霍尔元件，测量物体的转速：每转1圈记录一次信号，配合秒表记录时间t内转过的圈数n课堂练习1、现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示，试设计一个温控电路。要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程。

工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程．2、用如图所示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。课堂练习1．当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声；当开门时，没有磁铁作用，干簧管不通，斯密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警．书后习题第2题：设计一个电热水器的控制方案。～RJak220V书后习题加速度计例、课本第61页问题与练习第1题：由题：滑动片4指在变阻器正中央时，P、Q等势，电压表指在中央零刻度；分析：如图滑动片4向左端滑动，左端电阻小，电流流过时电势降落小，故Q点电势高于P，电压表指针向零点左侧偏；且加速度越大，偏转越大。半定量推导：设滑块向左偏离s，由牛顿第二定律：2kｓ=ｍａ在电流大小不变时，UQP∝s所以：加速度越大，指针偏转越大加速度计如图所示为一个加速度传感器，质量为m的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着，R为滑动变阻器，4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成正比，两个电池E的电压相同，电压表指针的零点调在中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个方向偏转？1、滑动片4指在变阻器正中央时，P、Q等势，电压表指在中央零刻度；2、如图滑动片4向左端滑动，左端电阻小，电流流过时电势降落小，故Q点电势高于P，电压表指针向零点左侧偏；且加速度越大，偏转越大。恒温箱如图所示，用图甲的热敏电阻与继电器组成图乙所示的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈电阻为150Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。继电器供