64传感器的应用实例

6.4 6.4 传感器的应用实例传感器的应用实例实验实验1 1、光控开关、光控开关1 1、实验原理及知识准备、实验原理及知识准备 如图所示光控电路，用发光二极管如图所示光控电路，用发光二极管LEDLED模仿路模仿路灯，灯，R RG G为光敏电阻，为光敏电阻，R R1 1的最大电阻为的最大电阻为51 51 kk，R R2 2为为 330 330 kk，试分析其工作原理，试分析其工作原理 白天，光强度较大，光敏电阻白天，光强度较大，光敏电阻R RG G电阻值较小，加在斯电阻值较小，加在斯密特触发器密特触发器A A端的电压较低，则输出端端的电压较低，则输出端Y Y输出高电平，发光输出高电平，发光二极管二极管LEDLED不导通；当天色暗到一定程度时，不导通；当天色暗到一定程度时，R RG G的阻值增的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端大到一定值，斯密特触发器的输入端 A A的电压上升到某个的电压上升到某个值（值（1.6V1.6V），输出端），输出端Y Y突然从高电平跳到低电平，则发光突然从高电平跳到低电平，则发光二极管二极管LEDLED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了导通发光（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使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的 1 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R R1 1的阻值调的阻值调大些还是调小些？为什么？大些还是调小些？为什么？应该把应该把R R1 1的阻值调大些，这样要使斯密特触发的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端器的输入端A A电压达到某个值（如电压达到某个值（如1.6V1.6V），就需要），就需要R RG G的阻值达到更大，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。2 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灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路 思考与讨论思考与讨论 如图所示电磁继电器工作电路，图中虚如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，线框内即为电磁继电器，D D为动触点，为动触点，E E为为静触点试分析电磁继电器的工作原理静触点试分析电磁继电器的工作原理 当线圈当线圈 A A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁铁B B向下运动，从而带动动触点向下运动，从而带动动触点D D向下与向下与E E接触，接触，将工作电路接通，当线圈将工作电路接通，当线圈A A中电流为零时，电磁铁中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁失去磁性，衔铁B 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 D与与E E分离，自动切断工作电路分离，自动切断工作电路试说明控制电路的工作原理。试说明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R RG G阻值较小，斯密特触发阻值较小，斯密特触发器输入端器输入端A A电势较低，则输出端电势较低，则输出端Y Y输出高电平，线输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻阻R RG G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 A电势升高，电势升高，当升高到一定值，输出端当升高到一定值，输出端Y Y由高电平突然跳到低电由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈平，有电流通过线圈A A，电磁继电器工作，接通工，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，作电路，使路灯自动开启；天明后，R RG G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 A电势逐渐降低，降到一定值电势逐渐降低，降到一定值，输出端，输出端 Y 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 A不不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭源，路灯熄灭 学生分组实验学生分组实验 2 2温度报警器温度报警器 上一节我们学习了火灾报警器，它是利上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的。既然发生火灾时，环境温度要升的目的。既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？报警器呢？温度报警器的工作电路，如图所示：温度报警器的工作电路，如图所示：试分析其工作原理。试分析其工作原理。常温下，调整常温下，调整R R1 1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 A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y Y处于高电平，无电流通过蜂处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R RT T阻阻值减小，斯密特触发器输入端值减小，斯密特触发器输入端A A电势升高，当达到某电势升高，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，鸣器通电，从而发出报警声，R Rl l的阻值不同，则报警的阻值不同，则报警温度不同温度不同 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？才报警？要使热敏电阻在感测到更高的温度时才要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小报警，应减小R R1 1的阻值，的阻值，R R1 1阻值越小，要阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热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，即温度越高敏电阻阻值要求越小，即温度越高 分组实验分组实验 思考与讨论思考与讨论 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（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与滑动变阻器及电与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路磁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电阻阻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，值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K K接通电炉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，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电流，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K K断开，电炉丝断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程