第四节传感器的应用实验精选文档.ppt

一、二极管的特点和作用一、二极管的特点和作用 1、二极管具有单向导电性 2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，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1.8V。本讲稿第一页，共二十三页二、三极管的特点和作用1、三极管具有电流放大作用。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。3、传感器输出的电流和电压很小，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。本讲稿第二页，共二十三页三、斯密特触发器斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。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。而这正是进行光控所需要的。本讲稿第三页，共二十三页实验实验1、光控开关、光控开关工作原理工作原理 白天，光强度较大，光敏电阻白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管输出高电平，发光二极管LED不导不导通；当天色暗到一定程度时，通；当天色暗到一定程度时，RG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的输入端 A的电压上升到某个值（的电压上升到某个值（1.6V），输出端），输出端Y突然突然从高电平跳到低电平，则发光二极管从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的 本讲稿第四页，共二十三页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的阻值调大些的阻值调大些还是调小些？为什么？还是调小些？为什么？应该把应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端端A电压达到某个值（如电压达到某个值（如1.6V），就需要），就需要RG的阻值达到的阻值达到更大，即天色更暗。更大，即天色更暗。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，要用白炽灯泡模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如下图所示。仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路如下图所示。本讲稿第五页，共二十三页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中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向向下运动，从而带动动触点下运动，从而带动动触点D向下与向下与E接触，将工作电路接触，将工作电路接通，当线圈接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁铁B在弹簧作用下拉起，带动触点在弹簧作用下拉起，带动触点D与与E分离，自动切分离，自动切断工作电路断工作电路本讲稿第六页，共二十三页控制电路的工作原理控制电路的工作原理 天较亮时，光敏电阻天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，电势较低，则输出端则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高电势升高，当升高到一定值，输出端到一定值，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；天明后，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG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电势逐渐降低，降到一定值，输电势逐渐降低，降到一定值，输出端出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈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，路灯熄灭器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭本讲稿第七页，共二十三页实验实验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R1的阻值使斯密特触发器的输入端的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输处于低电平，则输出端出端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，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，热敏电阻热敏电阻RT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电势升高，当达到电势升高，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，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，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同的阻值不同，则报警温度不同 本讲稿第八页，共二十三页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R1的阻值，的阻值，R1阻值越小，要使斯密特阻值越小，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，即温度越高要求越小，即温度越高思考与讨论思考与讨论本讲稿第九页，共二十三页 例：现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继例：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，画出电路图说一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程明工作过程典例分析本讲稿第十页，共二十三页（1 1）电路图如图所示：热敏电阻）电路图如图所示：热敏电阻R R1 1与滑动变阻器及电磁与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路继电器构成低压控制电路 （2 2）工作过程：闭合）工作过程：闭合S S当温度低于设计值时热敏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，电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K K接通电炉丝加热当温度达到设计值时，热敏电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阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，电流，K K断开，电炉丝断电，停止供热当温度低断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程于设计值，又重复前述过程本讲稿第十一页，共二十三页四、四、课课堂堂总结总结、点、点评评光控开关温度报警器传感器的应用实例本讲稿第十二页，共二十三页开阔视野 补充内容本讲稿第十三页，共二十三页 膜膜片片在在声声波波下下振振动动，使使得得与与膜膜片片相相连连的的线线圈中产生随声波变化的感应电流。圈中产生随声波变化的感应电流。1、动圈式话筒：、动圈式话筒：音圈音圈二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒金属膜片金属膜片永久永久磁铁磁铁工作原理工作原理:电磁感应电磁感应.本讲稿第十四页，共二十三页2、电容式话筒：、电容式话筒：原原理理:Q是是绝绝缘缘支支架架,薄薄金金属属膜膜M 和和固固定定电电极极N 形形成成一一个个电电容容器器,被被直直流流电电源源充充电电.当当声声波波使使膜膜片片振振动动时时,电电容容发发生生变变化化,电电路路中中形形成成变变化化的的电电流流,于于是是电电阻阻两两端端就就输输出出了了与与声声音音变变化化规规律律相相同同的的电压电压.优点：保真度好优点：保真度好绝缘绝缘支架支架薄金薄金属膜属膜固定固定电极电极本讲稿第十五页，共二十三页3、驻极体驻极体话筒：话筒：原原理理:电电介介质质极极化化.(它它由由内内部部的的驻驻极极体体塑塑料料膜感受声波膜感受声波.工作电压工作电压:36 V.)特特点点：体体积积小小，重重量量轻轻，价价格格便便宜宜，灵灵敏敏度度高高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上驻极体驻极体背极背极塑料膜塑料膜空隙空隙本讲稿第十六页，共二十三页较弱的声音扩音器扩音器扬声器扬声器本讲稿第十七页，共二十三页1.话筒的作用是把话筒的作用是把_信号转化为信号转化为_信号。信号。2.动圈式话筒的工作原理：动圈式话筒的工作原理：声音声音声音声音 电磁感应电磁感应电电电电 3.电容式话筒的工作原理：电容式话筒的工作原理：电容发生变化电容发生变化4.驻极式话筒的工作原理：驻极式话筒的工作原理：电介质极化电介质极化二、声传感器的应用二、声传感器的应用话筒话筒本讲稿第十八页，共二十三页四、光传感器的应用四、光传感器的应用 1、机械式机械式鼠标器鼠标器 本讲稿第十九页，共二十三页(1)机械式鼠标器的组成机械式鼠标器的组成?哪个元件是光传感器哪个元件是光传感器?(2)机械式鼠标器的工作原理机械式鼠标器的工作原理?阅读教材第阅读教材第61页，思考并回答问题页，思考并回答问题:四、光传感器的应用四、光传感器的应用 1、机械式机械式鼠标器鼠标器 本讲稿第二十页，共二十三页本讲稿第二十一页，共二十三页(1)机械式机械式鼠标器鼠标器的的组成组成滚球、滚轴与码盘、红外发射管与滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红红外接收管外接收管(光传感器光传感器)本讲稿第二十二页，共二十三页(2)机械式机械式鼠标器鼠标器的的工作原理工作原理 鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动两个鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动两个码盘转动，码盘转动，红外接收管红外接收管就收到断续的红外线脉就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号冲，输出相应的电脉冲信号.计算机分别统计计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。的光标产生相应的位移。本讲稿第二十三页，共二十三页