传感器的应用实例.doc
传感器的应用实例本资料为 woRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 §6.4学习目标：1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性2、知道晶体三极管的放大特性 .3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用4、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用.自主学习：1、普通二极管和发光二极管(1) 二极管具有导电性。(2) 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.2、晶体三极管(1) 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.(2) 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。3、逻辑电路(1)对于与门电路，只要一个输入端输入为则输出端一定是“0” ；反之，只有当所有输入都同时为“” 输出才是“1” 。(2) 对于或门电路，只要有一个输入“”，贝揃出一定是“1”；反之，只有当所有输入都同时为“”时，输出才是“0” 。(3) 非门电路中，当输入为“0”时，输出总是“”;当输入为“1”时，输出反而是“”。非门电路也称为反相器。(4) 斯密特触发器是具有特殊功能的非门。典型例题：例1：如图所示的光控电路，用二极管 LED 模仿路灯，R G为光敏电阻，R 1的最大电阻为,R2为，试分析其工作原理。例2：温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。 针对训练：、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，电路如图所示。使 用时，将检测器的输入端A接到被测点。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。2、随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电 热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近 干手机能使传感器工作，这是因为()A、改变了湿度B、改变了温度C、改变了磁场D、改变了电容能力训练：、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应。(1)控制电路中接入了哪几种传感器？(2)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？2、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。3、要使例题1中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调 节R 1的阻值？并说明原理。4、要使例题2中的热敏电阻在感测到更高的温度时才 报警，应怎样调节R 1的阻值？并说明原理。学后反思：参考答案典型例题：例1、解析：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A端的电压较低，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，斯密特触发器的输入端A的电压 上升到某个值，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，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗 自动开启的目的。例2、解析：常温下，调整R 1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，贝y输出端Y处于高电平，无电流通 过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值，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， R1 的阻值不同，贝报警温度不同。针对训练：1、当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端A为高电平，则输出端Y为低电平，故LED发光；当被测点为低电平时，A即为低电平，则输出端Y为高电平，LED不发光。2、A能力训练：1、接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻） ；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒） 。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：设计方案如右图所示。在C形软铁芯1上绕制线圈2, 霍尔传感器3置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表4相连。线圈中通入的待测电流I越强，铁芯间隙中的磁场强度就越 大，则传感器输出的电压越大。设计方案如图所示。转动物体1的边缘上嵌入一个小永 磁体2,霍尔传感器3固定在近旁，并在计数电路和显示屏 4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1。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。3、答：要使在天更暗时路灯才会亮，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1.6v ）,就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。4、答：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警， 应减小R 1的阻值，R 1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小,即温度越高。
