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利用传感器制作简洁的自动限制装置

试验一门窗防盗报警装置

一、试验目的

1.了解门窗防盗报警装置的工作原理。

2.了解干簧管和继电器的特点和在装置中的作用。

二、试验原理

1.干簧管

(1)特点:感知磁场是否存在的传感器。

(2)作用:将磁场的存在与否转换为电路的通断。

2.继电器

(1)特点:继电器线圈中有电流通过时,开关与触点a接通,无电流时,开关与触点b接通。

(2)作用:将继电器中电流的有无转换为指示灯和蜂鸣器电路的限制,相当于一个自动的双向开关。

3.试验电路

4.工作原理

闭合开关S,系统处于防盗状态,当门窗紧闭时,磁体M使干簧管处于导通状态,继电器使开关c与触点a接通,二极管LED发光。当门窗开启时,磁体离开干簧管,干簧管失磁断开,继电器被断电,使开关转换为c、b接通,蜂鸣器H发声报警。

三、试验器材

干簧管SA、继电器、发光二极管LED、电阻R(330Ω)、蜂鸣器H、电源、小磁体、开关等。

四、试验步骤

1.连接电路前,要先推断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体干脆靠近干簧管,视察簧片能否正常动作。

2.确定各元件可以正常工作后,依据试验电路图连接电路。

3.接通电源后,将磁体靠近和离开干簧管,分别视察试验现象。

试验二光控开关

一、试验目的

1.了解光控开关的工作原理。

2.练习利用光控开关制作自动限制设备。

二、试验原理

1.晶体三极管

(1)两种类型

(2)三个电极

①放射极e,②基极b,③集电极c。

(3)重要特性

①从基极输入一个较小的电流,就会在集电极获得较大的电流,这就是三极管的电流放大作用。

②在限制电路中具有完成断路和接通的开关作用。

2.光控开关

(1)电路图

(2)工作原理

当光照较强时,RG较小,加在基极上电压较小,三极管不导通,LED不亮;当光线较弱时,RG阻值增大,加在基极上电压增大,当达到肯定程度后,三极管被导通,发光二极管LED起先发光。

3.光控开关限制电路

(1)电路图

(2)工作原理

当环境光比较强时,光敏电阻RG的阻值很小,三极管不导通,继电器所在的回路相当于断路;当环境光线比较暗时,光敏电阻RG阻值较大,三极管导通,集电极电流较大,驱动继电器吸合开关S,点亮灯泡L。(注:与继电器并联的二极管D,供应自感电流释放通路,以爱护三极管不被烧坏。)

三、试验器材

可调电阻R1(最大电阻为51kΩ)、限流电阻R2(330Ω)、光敏电阻RG、三极管VT、发光二极管LED、继电器、小灯泡L(6V、0.3A)、二极管D、电源等。

四、试验步骤

1.依据试验电路图连接电路,检查无误后,接通电源。

2.让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照耀,调整电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。

3.遮挡RG,当光照减弱到某种程度时,就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。

4.让光照加强,当光照增加到某种程度时,发光二极管LED或小灯泡L熄灭。

五、留意事项

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.光控开关试验中,二极管连入电路的极性不能反接,否则将烧坏门电路集成块。

3.光控开关试验中要想天更暗时“路灯”才会亮,应当把R1的阻值调大些。

报警系统的电路问题

[例题1]把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图所示电路连接,制成光电报警装置。当有光照耀报警装置且光照较强时,蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声。①光敏电阻:受光照耀后,阻值会变小。②干簧管继电器:由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成,当线圈中有肯定的电流时,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分别状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时,簧片在弹力的作用下复原到分别状态。请将下面的电路连接完整。

[解析]如图所示,当有光照且光照较强时,光敏电阻的阻值变小,使得干簧管继电器线圈中有较大的电流,从而产生磁场,导致两个铁质簧片闭合,最终使得蜂鸣器发声。

[答案]如解析图所示

[针对训练]

传感器担负着信息采集的任务,在自动限制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。某热敏电阻RT阻值随温度改变的图像如图甲所示,图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简洁自动报警器线路图。问:

(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在__________(填“a”或“b”)处;

(2)若要使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”);

(3)假如在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调整滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各

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