1、3 实验:传感器的应用,【实验目的】 1.体会传感器在生活中的实际应用。 2.了解斯密特触发器的工作特点,学会分析光控电路和温控电路的工作原理。 3.利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器电路。,【实验原理】 1.光控开关的工作原理:白天,光强度较大,光敏电阻RG 电阻值较小,加在斯密特触发器输入端A的电压较低,则 输出端Y从低电平跳到高电平(3.4V),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(1.6V), 输出端Y突然从高电平跳到低电平(0.25V),则发光二极,管LED导通发光(相当于路灯亮了),这样就达到了
2、使路灯天明熄灭,天暗自动开启的目的。,2.温度报警器的工作原理:,常温下,调节R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平,则输出端Y处于高电平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发声;当温度升高时,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(高电平)时,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,则报警温度不同。,【实验器材】 斯密特触发器、光敏电阻、发光二极管(LED)、可变电阻、定值电阻、热敏电阻、蜂鸣器、集成电路实验板、5 V低压直流电源。,【实验过程】 1.光控开关: (1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 (2)检查各元件的连接,
3、确保无误。 (3)接通电源,调节电阻R1,使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮。,(4)用黑纸渐渐遮住光敏电阻,观察发光二极管或灯泡的状态。 (5)渐渐撤掉黑纸,观察发光二极管或灯泡的状态。,2.温度报警器: (1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。 (2)检查各元件的连接,确保无误。 (3)接通电源,调节电阻R1,使蜂鸣器常温下不发声。 (4)将热敏电阻放入热水中,注意蜂鸣器是否发声。 (5)将热敏电阻从热水中取出,注意峰鸣器是否发声。,【实验探究】 1.斯密特触发器有何独特功能? 提示:斯密特触发器是具有特殊功能的非门,常用符号表示。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信 号转换为突
4、变的数字信号。,2.逻辑电路中的高低电平是怎么回事? 提示:在逻辑电路中,常把电势的高低叫作电平的高低,“低电平”是指输出端处于低电势的状态,“高电平”指输出端处于高电势的状态。,3.根据光控开关的工作原理图,试探究分析要想天更暗时路灯才会点亮,应该把分压可变电阻R1的阻值调大些还是调小些? 提示:把R1的阻值调大些。因为只有当光敏电阻的阻值更大些即天更暗时,才能使它分得的电压增大,以增大触发器的输入电压,从而使输出端变为低电平,点亮路灯,从而达到天更暗时路灯才会点亮的目的。,4.根据温度报警器的工作原理图,试分析要使报警器在更高的温度下才能报警,应如何调节分压电阻R1? 提示:要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小R1的阻值,使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻的阻值越小,温度越高。,5.归纳常见温度报警器的类型,指出它们各自的特点。 提示:常见的温度报警器有两类,一类是单纯报警,并不切断电源,这类报警器一般都使用热敏电阻与斯密特触发器相配合。另一类是温度控制,达到设定的温度之后自动切断电源,这类温控器一般都使用热敏电阻和继电器相配合。,
