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1、生活中的传感器课件第1页，本讲稿共14页一、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。第2页，本讲稿共14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。第3页，本讲稿共14页三、斯
2、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。第4页，本讲稿共14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不导通；不导通；当天
3、色暗到一定程度时，当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端输入端 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突然从高电平突然从高电平跳到低电平，则发光二极管跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这导通发光（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样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的 第5页，本讲稿共14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
4、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的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端输入端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的阻值的阻值达到更大，即天色更暗。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？、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。路灯，就要使用继电器来启闭工作电路如下图所示。第6页，本讲稿共14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
5、场，吸引衔铁中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运向下运动，从而带动动触点动，从而带动动触点D向下与向下与E接触，将工作电路接通，接触，将工作电路接通，当线圈当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧在弹簧作用下拉起，带动触点作用下拉起，带动触点D与与E分离，自动切断工作电路分离，自动切断工作电路第7页，本讲稿共14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，则电势较低，则输出端输出端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
6、，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，当升高到电势升高，当升高到一定值，输出端一定值，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，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，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，阻值减小，斯密特触发器输入端斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由突然由低电平跳到高电平，则线圈低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工
7、不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭作电路的电源，路灯熄灭第8页，本讲稿共14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，处于低电平，则输出端则输出端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，热敏电阻温度升高时，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，蜂高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂
8、鸣器通电，从而发出报警声，鸣器通电，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 第9页，本讲稿共14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，要使斯密特触阻值越小，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，即温度越高小，即温度越高思考与讨论思考与讨论第10页，本讲稿共14页【例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
9、一个温控电路要求温度低于某一温度时，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明工作过程热敏电阻热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路电器构成低压控制电路 工作过程：闭合工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电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，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
10、，通过电磁继电器的电流达到工电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热当断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程温度低于设计值，又重复前述过程第11页，本讲稿共14页 例：现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、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所示，试设滑动变阻器、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动断电，
11、画出电路图说明工作过程典例分析第12页，本讲稿共14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继电与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路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电阻阻值大，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，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，达到工作电流，K K断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程设计值，又重复前述过程第13页，本讲稿共14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第14页，本讲稿共14页