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1、第四节 传感器的应用实例知能准备：普通二极管和发光二极管 二极管具有_导电性。 发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能_。普通的发光二极管是用磷化镓和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.晶体三极管 晶体三极管能够把微弱的信号_。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c. 传感器输出的电流或电压很_，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。逻辑电路对于与门电路，只要一个输入端输入为“_，那么输出端一定是“；反之，只有当所有输入都同时为“_，输出才是“。 对于或门电路，只要
2、有一个输入“_，那么输出一定是“；反之，只有当所有输入都同时为“_时，输出才是“。非门电路中，当输入为“时，输出总是“_；当输入为“时，输出反而是“_。非门电路也称为反相器。斯密特触发器是具有特殊功能的非门。【同步导学】RGLEDA YR1R2+5V图1一、疑点分析1光控开关的工作原理如图1所示光控电路，白天，光强度较大，光敏电阻RG的电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，那么输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG电阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值1.6v，输出端Y突然从高电平跳到低电平，那么发光二极管LED导通发光相当于路灯亮了
3、，这样就到达了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压到达某个值如1.6v，就需要RG的阻值到达更大，即天色更暗。t0A YR1蜂鸣器+5VRt2温度报警器图2 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，那么输出端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的电势升高，当到达某一值时，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的温度不同，那么报警温度不同。要使热敏电阻在感测到更高温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越
4、小，要使斯密特触发器输入端到达高电平，那么热敏电阻阻值要求越小，其温度越高。二、典型例题：例如图3所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，G为光敏电阻，1的最大电阻为,2为，试分析其工作原理。图3解析：白天，光强度较大，光敏电阻G电阻值较小，加在斯密特触发器端的电压较低，那么输出端输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端的电压上升到某个值(1.6V)，输出端突然从高电平跳到低电平，那么发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就到达了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。例：温度报警器电路如图4所示，请说明其工作原理。图4解析：常
5、温下，调整1的阻值使斯密特触发器的输入端处于低电平，那么输出端处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度高时，热敏电阻T阻值减小,斯密特触发器输入端电势升高，当到达某一值(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，1的阻值不同，那么报警温度不同。同步检测：1可以用型号为74LS14的非门集成电路，发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如下列图。使用时，将检测器的输入端接到被测点。第1题请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光低电平时呢说出道理。随着人们生活质量的提高，自动干 已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干 时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是
6、有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干 能使传感器工作，这是因为 A改变了湿度 B改变了温度 C改变了磁场 D改变了电容综合评价：1大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反响。（） 控制电路中接入了哪几种传感器（） 这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。()一种是“线性的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。()另一种叫做“开关型的，当磁场到一定程度时它才会输出
7、高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平或者相反，也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。要使例题中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节1的阻值并说明原理。要使例题中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节1的阻值并说明原理。参考答案：知能准备：11单向导电性，2发光；21放大，2微弱；310，1；21，0；31，0。同步检测： 当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端为高电平，那么输出端为低电平，故LED发光；当被测点为低电平时，即为低电平，那么输出端为高电平，LED不发光。2综合评价：1答：(1)接入了两种传感器：光传感器通常用的是光敏电阻；声传
8、感器通常用的是微型驻极体话筒。(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用与门。2答： (1)设计方案如右图所示。在形软铁芯上绕制线圈，霍尔传感器置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表相连。线圈中通入的待测电流越强，铁芯间隙中的磁场强度就越大，那么传感器输出的电压越大。 (2)设计方案如下列图。转动物体的边缘上嵌入一个小永磁体，霍尔传感器固定在近旁，并在计数电路和显示屏相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压脉冲，计数显示的数字就增加。配合秒表测出在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速。答：要使在天更暗时路灯才会亮，应该把1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端电压到达某个值如1.6v，就需要G的阻值到达更大，即天色更暗。答：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小1的阻值，1阻值越小，要使斯密特触发器输入端到达高电平，那么热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。