§X6.4傳感器的應(yīng)用實(shí)例
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
１、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性.
２、知道晶體三極管的放大特性.
３、掌握邏輯電路的基本知識(shí)和基本應(yīng)用.
４、綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力，體會(huì)物理知識(shí)實(shí)際中的應(yīng)用.
自主學(xué)習(xí)：
１、普通二極管和發(fā)光二極管
（１）二極管具有＿＿＿＿＿＿導(dǎo)電性。
（２）發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝�，�?dǎo)電時(shí)還能＿＿＿＿。普通的發(fā)光二極管是用磷化鎵和磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能。該類(lèi)發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8v.
２、晶體三極管
（１）晶體三極管能夠把微弱的信號(hào)＿＿＿＿＿。晶體三極管的三極分別為發(fā)射極e.基極b和集電極c.
（２）傳感器輸出的電流或電壓很＿＿＿，用一個(gè)三極管可以放大幾十倍以至上百倍。三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對(duì)電極c的電流起了控制作用。
３、邏輯電路
（１）對(duì)于與門(mén)電路，只要一個(gè)輸入端輸入為“＿＿”，則輸出端一
定是“０”；反之，只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為“＿＿”，輸出才是“１”。
（２）對(duì)于或門(mén)電路，只要有一個(gè)輸入“＿＿”，則輸出一定是“１”；反之，只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為“＿＿”時(shí)，輸出才是“０”。
（３）非門(mén)電路中，當(dāng)輸入為“０”時(shí)，輸出總是“＿＿”；當(dāng)輸入為“１”時(shí)，輸出反而是“＿＿”。非門(mén)電路也稱(chēng)為反相器。
（４）斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門(mén)。
典型例題：
例１：如圖所示的光控電路，用二極管LED模仿路燈，ＲG為光敏電阻，Ｒ1的最大電阻為 ,Ｒ2為 ，試分析其工作原理。
例２：溫度報(bào)警器電路如圖所示，請(qǐng)說(shuō)明其工作原理。
針對(duì)訓(xùn)練：
1、可以用型號(hào)為74LS14的非門(mén)集成電路，發(fā)光二極管和限流電阻組成一個(gè)邏輯電平檢測(cè)器，電路如圖所示。使用時(shí)，將檢測(cè)器的輸入端Ａ接到被測(cè)點(diǎn)。
請(qǐng)分析：當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí)，LED是否發(fā)光？低電平時(shí)呢？說(shuō)出道理。
２、隨著人們生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭洗手間，當(dāng)人將濕手靠近干手機(jī)時(shí)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，于是有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，這是因?yàn)椋?）
Ａ、改變了濕度 Ｂ、改變了溫度 Ｃ、改變了磁場(chǎng) Ｄ、改變了電容
能力訓(xùn)練：
1、大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開(kāi)啟，而在白天，即使有聲音它也沒(méi)有反應(yīng)。
（１）控制電路中接入了哪幾種傳感器？
（２）這幾種傳感器的信號(hào)，應(yīng)通過(guò)哪幾種門(mén)電路后，再進(jìn)入執(zhí)行電路？
２、當(dāng)前大量使用的磁敏器是霍爾元與集成電路制在一起的磁傳感器，它有以下兩種。
(１)一種是“線性”的。它是將霍爾元和放大器集成在一個(gè)芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比地連續(xù)變化。請(qǐng)你提出一種方案，利用它測(cè)量電流的大小。
(２)另一種叫做“開(kāi)關(guān)型”的，當(dāng)磁場(chǎng)到一定程度時(shí)它才會(huì)輸出高電平，而在磁場(chǎng)弱到一定程度時(shí)輸出低電平（或者相反），也就是說(shuō)，它只能在高、低電平之間躍變。請(qǐng)你提出一種方案，利用它測(cè)量物體的轉(zhuǎn)速。
３、要使例題１中路燈在天更暗時(shí)才會(huì)亮，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)Ｒ1的阻值？并說(shuō)明原理。
４、要使例題２中的熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)Ｒ1的阻值？
并說(shuō)明原理。
學(xué)后反思：
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參考答案
典型例題：
例1、解析：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻ＲG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器Ａ端的電壓較低，則輸出端Ｙ輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，ＲG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ的電壓上升到某個(gè)值(1.6V)，輸出端Ｙ突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈亮了)，這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的。
例2、解析：常溫下，調(diào)整Ｒ1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ處于低電平，則輸出端Ｙ處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度高時(shí)，熱敏電阻ＲT阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端Ａ電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高電平)，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，Ｒ1的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。
針對(duì)訓(xùn)練：
１、當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí)，斯密特觸發(fā)器輸入端Ａ為高電平，則輸出端Ｙ為低電平，故LED發(fā)光；當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為低電平時(shí)，Ａ即為低電平，則輸出端Ｙ為高電平，LED不發(fā)光。
２、Ａ
能力訓(xùn)練：
１、答：
(1)接入了兩種傳感器：光傳感器（通常用的是光敏電阻）；聲傳感器（通常用的是微型駐極體話筒）。
(2)因?yàn)辄c(diǎn)亮樓道燈需要同時(shí)具備兩個(gè)條，即足夠暗的光照和足夠大的聲音，所以要使用與門(mén)。
２、答：
(1)設(shè)計(jì)方案如右圖所示。在Ｃ形軟鐵芯１上繞制線圈２，霍爾傳感器３置入鐵芯的間隙中，并與數(shù)字毫伏表４相連。線圈中通入的待測(cè)電流Ｉ越強(qiáng)，鐵芯間隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度就越大，則傳感器輸出的電壓越大。
(2)設(shè)計(jì)方案如圖所示。轉(zhuǎn)動(dòng)物體１的邊緣上嵌入一個(gè)小永磁體２，霍爾傳感器３固定在近旁，并在計(jì)數(shù)電路和顯示屏４相連。物體每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，傳感器就輸出一個(gè)電壓脈沖，計(jì)數(shù)顯示的數(shù)字就增加１。配合秒表測(cè)出在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)n，就可以計(jì)算出轉(zhuǎn)速。
３、答：要使在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把Ｒ1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ電壓達(dá)到某個(gè)值（如1.6v），就需要ＲG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。
４、答：要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減�。�1的阻值，Ｒ1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/37622.html
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