实验：传感器的应用.ppt

第3节　实验：传感器的应用 光控开关 1．实验目的 了解光控开关电路及控制原理，练习组装光控开关． 2．实验器材 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． 3．实验原理 (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(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)． (3)光控开关的原理：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． 4．实验步骤 (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． 5．实验注意事项 (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)二极管连入电路时，极性不能反接，否则继电器不能正常工作． (3)要想天暗时路灯不会亮，应该把R1的阻值调大些． 6．装置的调整 要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把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1.6 V)，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗． R1和RG为分压电阻，其两端电压与其电阻成正比，所以斯密特触发器A端的电压高低与两个电阻都有关系． 温度报警器 1．实验目的 了解温度报警器及控制原理，练习组装温度报警器． 2．实验器材 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)． 3．实验原理 (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的电压开高，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． 4．实验步骤 (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． 5．实验注意事项 (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)要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的阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻要越小，即温度越高. 光控开关 如图所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理． 【解析】　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． 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，使照明灯自动开启． 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，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭． 【答案】　见解析 【方法总结】 (1)斯密特触发器是具有特殊性能的非门，即输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端为低电平时，输出端为高电平． (2)导体中形成电流时，电流由高电势端流向低电势端． (3)二极管具有单向导电性，三极管具有放大电流的作用． A．天暗时，Y处于高电平 B．天暗时，Y处于低电平 C．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)点亮 D．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)熄灭 解析：天暗时，RG电阻值大，A端为高电平，所以输出端Y为低电平，发光二极管导通，B选项正确．将R1调大时，A端电势降低，