《第六章传感器》PPT课件.ppt

第六章传感器 生活中的为什么 电饭煲为什么能自动加热和保温而不会把饭烧焦 你走近自动门时 为什么门就会自动打开 为什么电梯的两门靠拢接触人体时 门又会自动打开而不会夹伤人 为什么在几百甚至几万千米高空的人造地球卫星上竟然能拍摄出清晰的地面照片 摄像机又为何能把绚丽多彩的世界真实地记录下来 第一节传感器及其工作原理 什么是传感器 传感器的原理几种传感器元器件 盒子里有什么 盒子A的侧面露出一个小灯泡 盒外面没有开关 但是将磁铁B防到盒子上面 灯泡就会发光 把磁铁移走 灯泡熄灭 盒子里有什么样的装置 才会出现这样的现象 干簧管 玻璃管中封入两个软磁性材料制成的簧片 是能够感受磁场的传感器 一 什么是传感器sensor 传感器是指这样一类元件 它能够感受诸如力 温度 光 声 化学成分等非电学量 并能把它们按照一定的规律转换为电压 电流等电学量 或转化为电路的通断 二 传感器的原理 非电学量 敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 传感器 三 几种常见的传感器元器件 1 光敏电阻2 热敏电阻和金属热电阻3 霍尔元件 1 光敏电阻 实验 光敏电阻的阻值随光照的增强而减小 光敏电阻 光敏电阻是能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量的元件 光敏电阻在被光照射时电阻发生变化 原因是构成物质为半导体材料 无光照时 载流子极少 导电性能不好 随光照的增强 载流子也增多 导电性变好 carrier 例题 如图所示 将多用电表的选择开关置于欧姆挡 再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的中央 若用不透光的黑纸将Rt包裹起来 表针将向 填 左 或 右 转动 若用手电筒光照射Rt 表针将向 填 左 或 右 转动 分析 光敏电阻受光照越强 电阻越小 所以将Rt 用不透光的黑纸包起来 电阻增大 电流减小 指针左偏 若用手电筒光照射Rt 电阻减小 电流变大 指针右偏 答案 左右 例题 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图 其中R1为光敏电阻 R2为定值电阻 此光电计数器的基本工作原理是 A 当有光照射R1时 信号处理系统获得高电压B 当有光照射R1时 信号处理系统获得低电压C 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 AC 提示 当光照射到光敏电阻R1上时 R1电阻减小 电路中电流增大 R2两端电压升高 信号处理系统得到高电压 计数器每由高电压转到低电压 就计一个数 从而达到自动计数的目的 例题 如图所示 R1 R2为定值电阻 L为小灯泡 R3为光敏电阻 当照射光强度增大时 A 电压表的示数增大B R2中电流减小C 小灯泡的功率增大D 电路的路端电压增大 分析 当光强度增大时 R3阻值减小 外电路电阻随R3减小而减小 R1两端电压因干路电流增大而增大 同时内电压增大 故电路路端电压减小 而电压表的示数增大 A项正确 D项错误 由路端电压减小 而Rl两端电压增大知 R2两端电压必减小 则R2中电流减小 故B项正确 结合干路电流增大知 流过小灯泡的电流必增大 则小灯泡的功率增大 答案 ABC 应用 光控路灯电路 电磁开关 2 热敏电阻和金属热电阻 热敏电阻 由半导体材料组成 温度升高导电能力增强 即电阻变小 且随温度变化非常明显 金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大 称为金属热电阻 热敏电阻和金属热电阻的比较 相同点 热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 不同点 金属热电阻的化学稳定性好 测温范围大 而热敏电阻的灵敏度较好 电阻温度特性图线 1 金属热电阻2 热敏电阻 应用 温度传感器 例题 如图所示 将万用表的选择开关置于 欧姆 挡 再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R 的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的正中央 若往Rt上擦一些酒精 表针将向 填 左 或 右 转动 若用吹风机将热风吹向电阻 表针将向 填 左 或 右 转动 分析 若往R上擦一些酒精 由于酒精蒸发吸热 热敏电阻R1温度降低 电阻值增大 所以电流减小 指针应向左偏 用吹风机将热风吹向电阻 电阻R温度升高 电阻值减小 电流增大 指针向右偏 答案 左右 例题 如图所示 R1为定值电阻 R2为负温度系数的热敏电阻 L为小灯泡 当温度降低时 A R1两端的电压增大B 电流表的示数增大C 小灯泡的亮度变强D 小灯泡的亮度变弱 C 提示 R2与灯L并联后与R1串联 与电源构成闭合电路 当热敏电阻温度降低时 电阻R2增大 外电路电阻增大 电流表读数减小 灯L电压增大 灯泡亮度变强 R1两端电压减小 故C正确 其余各项均错 例题 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图 其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器 电流表为值班室的显示器 a b之间接报警器 当传感器R2所在处出现火情时 显示器的电流I 报警器两端的电压U的变化情况是 A I变大 U变大B I变小 U变小C I变小 U变大D I变大 U变小 分析 当R2处出现火情时 热敏材料制成的传感器的路中的总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知 外电压将减小所以R1上的电压增大 显示器两端电压将减小 电流减小 所以选项B正确 答案 B 例题 在热敏特性实验中 为了研究热敏电阻的阻值随温度变化的情况 用如图所示装置进行实验 请指出图中错误之处 R为热敏电阻 R应全部浸入水中 温度计应悬在水中 3 霍尔元件 霍尔效应HallEffect 如图所示 厚度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中 当恒定电流I通过导体板时 导体板的左右侧面出现电势差 例题 半导体靠自由电子 带负电 和空穴 相当于带正电 导电 分为p型和n型两种 p型半导体中空穴为多数载流子 n型半导体中自由电子为多数载流子 用以下实验可以判定一块半导体材料是p型还是n型 将材料放在匀强磁场中 通以如图所示方向的电流I 用电压表比较上下两个表面的电势高低 1 若上极板电势高 就是半导体 2 若下极板电势高 就是半导体 解析 分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向 由于四指指电流方向 都向右 所以洛伦兹力方向都向上 它们都将向上偏转 p型半导体中空穴多 上极板的电势高 n型半导体中自由电子多 上极板电势低 注意 当电流方向相同时 正 负离子在同一个磁场中的所受的洛伦兹力方向相同 所以偏转方向相同 p型 n型 3 霍尔元件 如图所示 在一个很小的矩形半导体 例如砷化铟 薄片上 制作四个电极E F M N 就成为一个霍尔元件 它可把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 霍尔电压 1 其中k为比例系数 称为霍尔系数 其大小和材料有关 2 UH的变化就与B成正比 因此霍尔元件又称为磁敏元件 一个霍尔元件的d k为定值 再保持I恒定 应用 磁场传感器 例题 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体 如污水 在管中的流量 单位时间内通过管内横截面流体的体积 为了简化 假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道 其中空部分的长 宽 高分别为图中的a b c流量计的两端与输送流体的管道相连接 图中虚线 如图所示中流量计的上下两面是金属材料 前后两面是绝缘材料 现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场 磁场方向垂直于前后两面 当导电流体稳定地流经流量计时 在管外将流量计上 下两表面分别与一串接了电阻R的电流表两端连接 I表示测得的电流值 已知流体的电阻率为 不计电流表的内阻 试论述说明流量 解析 例题 有定值电阻 热敏电阻 光敏电阻三只元件 将这三只元件分别接入如图所示电路中的A B两点后 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中 观察欧姆表的示数 下列说法中正确的是 A 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是热敏电阻B 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数不变化 这只元件一定是定值电阻C 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是光敏电阻D 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数相同 这只元件一定是定值电阻 分析 热敏电阻的阻值随温度变化而变化 定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化 光敏电阻的阻值随光照变化而变化 定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化 答案 AC 例题 例题 如图所示 有电流I流过长方体金属块 金属块宽度为d 高为b 有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里 金属块单位体积内的自由电子数为n 试问金属块上 下表面哪面电势高 电势差是多少 例题 在自动恒温装置中 某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图示 已知这种材料具有发热和控温双重功能 如果在通电前材料温度低于t1 通电后 电压保持不变 它的功率 A 先增大后减小B 先减小后增大C 达到某一温度后功率不变D 功率一直在变化 AC 提示 最初材料温度低于t1 由于电流做功 使材料发热 温度升高 由图知 这时材料的电阻率减小 即电阻减小 因为电压不变 由可得 这时功率增大 当温度升高t2以后 半导体材料的电阻增大 则这时功率要减小 所以A正确 当电流使半导体材料产生的热量恰好等于其散发的热量时 其温度不再变化 电阻率也就恒定 则电阻不变 所以这时功率不变 故C正确 所以答案应为AC 各种传感器 传感器应用的一般模式 第二 三节传感器的应用 一 二 1 力传感器 电子秤2 声传感器 话筒3 温度传感器 电熨斗4 光传感器 鼠标器 力学量传感器 热学量传感器 光学量传感器 一 力学量传感器 力 压强 传感器位移传感器角度传感器加速度传感器角速度传感器 1 力传感器的应用 电子秤 组成 工作原理 应变片测力原理 弹簧钢制成的梁形元件右端固定 在梁的上下表面各贴一个应变片 在梁的自由端施力F 则梁发生弯曲 上表面拉伸 下表面压缩 上表面应变片的电阻变大 下表面的电阻变小 F越大 弯曲形变越大 应变片的阻值变化就越大 如果让应变片中通过的电流保持恒定 那么上面应变片两端的电压变大 下面应变片两端的电压变小 传感器把这两个电压的差值输出 外力越大 输出的电压差值也就越大 应变片 金属梁 1根 2个 力传感器 弯曲 应变力式传感器 力传感器 电桥式应变力片传感器 电桥式应变力片传感器 例题 传感器是一种采集信息的重要器件 如图所示是一种测定压力的电容式传感器 当待测压力F作用于可动膜片电极上时 可使膜片产生形变 引起电容的变化 将电容器 灵敏电流计和电源串接成闭合电路 那么 A 当F向上压膜片电极时 电容将减小B 当F向上压膜片电极时 电容将增大C 若电流计有示数 则压力F发生变化D 若电流计有示数 则压力F不发生变化 BC 提示 由电容的决定式知 F向上压膜片电极板时 极板正对面积不变 间距变小 故C将增大 C变化 所带电荷量随之变化 故电流表有示数 电容式力传感器 2 声传感器的应用 话筒 压强传感器 动圈式话筒 原理 电磁感应 电容式话筒和驻极体话筒 1 原理 与电容式话筒相同 只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜 2 特点 体积小 重量轻 价格便宜 灵敏度高 工作电压低 1 原理 如图所示Q是绝缘支架 薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器 被直流电源充电 当声波使膜片振动时 电容发生变化 电路中形成变化的电流 于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压 压强传感器 极化现象 将电介质放入电场中 在前 后两个表面上会分别出现正电荷与负电荷的现象 驻极体 某些电介质在电场中被极化后 去掉外加电场 仍然会长期保持被极化的状态 这种材料称为驻极体 电容式话筒 驻极体话筒 2 优点 保真度好 驻极体话筒的工作原理 话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极 称为背电极 构成 驻极体面与背电极相对 中间有一个极小的空气隙 形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质 以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器 电容的两极之间有输出电极 由于驻极体薄膜上分布有极化电荷 当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时 改变了电容两极版之间的距离 从而引起电容发生变化 由于驻极体上的电荷量恒定 根据公式Q CU可知 当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化 从而输出电信号 实现声 电的变换 用示波器观察话筒的工作 电容式位移传感器 当被测物体在左右方向发生位移时 电介质板随之在电容器两极板之间移动 如果测出了电容的变化 就能知道物体位置的变化 用什么方法可以检测电容的变化 电容式位移传感器 位移传感器 电容测厚仪 厚度传感器 电容式传感器 1 图 甲 是 的电容式传感器 原理是 2 图 乙 是 的电容式传感器 原理是 3 图 丙 是 的电容式传感器 原理是 4 图 丁 是 的电容式传感器 原理是 位移 位移 角度 力 电感式位移传感器 如图所示的是电感式微小位移传感器的原理图 图甲中 1是待侧的物体 2是可以平移的软铁铁芯 3是固定的软铁芯 2 3之间的空气间隙随着物体的位移改变 铁芯3上绕有线圈4 图乙中 3是空心线圈 1是有待测的物体 软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中平移 说明他们的工作原理 并尝试设计与线圈3或线圈4相连的电路 电感式位移传感器工作原理 图丙 设计电路 相连接的测量显示电路可设计成如图丙所示 G为频率一定的正弦交流信号源 将上述传感器的线圈L与交流电流表A串联后与信号源连接 线圈自感系数的变化将使它对交流电的感抗变化 从而引起电路中电流的变化 由电流表显示出来 原理 甲图中 随着物体1的向上的位移 软铁芯2与3之间的空气间隙逐渐减小 线圈4的自感系数就逐渐增大 乙图中 物体1向左位移使软铁芯2逐渐插入线圈中 线圈3的自感系数就逐渐增大 这两种装置都把位移这个力学量转换成了自感系数这个电学量 例题 某些非电学量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电学量来测量的 一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上 极板的面积为S 极板间的距离为d 电容器的电容公式为C ES d E是常数但未知 极板1固定不动 与周围绝缘 极板2接地 且可在水平平台上滑动 并始终与极板L保持平行 极板2的两个侧边与劲度系数为k 自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连 两弹簧的另一端固定 弹簧L与电容器垂直 如图1所示 如图2所示是这一装置的应用示意图 先将电容器充电至电压为U后即与电源断开 再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p 使两极板之间的距离发生微小的变化 测得此时电容器的电压改变量为 U 设作用在电容器极板2上的静电力不致引起弹簧可测量到的形变 试求待测压强p 图1 图2 解析 分析 该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下 其两端电压随板间距离变化而变化 从而把力学量 压强p 转化为电学量 电压 来测量 因为U Q C C ES d U Q C U U U Qd ES Qd ES Q d ES 所以 d ES U Q F pS 2K d pS P 2k d S 2kd U SU 例题 如图所示是一种悬球式加速度仪 它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度 m是一个金属球 它系在金属丝的下端 金属丝的上端悬挂在0点 AB是一根长为L的电阻丝 其阻值为R 金属丝与电阻丝接触良好 摩擦不计 电阻丝的中点C焊接一根导线 从O点引出一根导线 两线之间接入一个电压表 金属丝和导线电阻不计 图中虚线OC与AB相垂直 且OC h 电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上 整个装置固定在列车中且使AB沿着车前进的方向 列车静止时金属丝呈竖直状态 当列车加速或减速前进时 金属丝偏离竖直方向 从电压表的读数变化可以测出加速度的大小 1 当列车向右做匀加速运动时 试写出加速度a与电压表读数U 的对应关系 以便重新刻制到电压表的表盘上 使它成为直接读出加速度值的加速度计 2 这个装置测得的最大加速度a为多少 3 为什么C点设置在电阻丝AB的中点 对电压表的零刻度在表盘上的位置有什么要求 加速度传感器 解析 例题 加速度传感器 某同学设计了一个滑块式加速度计 如图所示 具有一定质量的滑块2可以在框架1中平移 滑块两侧用弹簧3拉着 R为滑动变阻器 4是滑动片 它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比 这个装置实际上是一个加速度传感器 两个电池E的电压相同 按图连接电路后 电压表指针的零点调在中央 当P端的电势高于Q端时 指针向零点右侧偏转 你认为他的设计在原理上可行吗 这个装置能否同时测出加速度的大小和方向 将框架固定在运动的物体上 当物体具有图示方向的加速度a时 电压表的指针将向哪个方向偏转 例题 角速度计可测得航天器自转的角速度 其结构如图所示 当系统OO 轴转动时 元件A在光滑杆上发生滑动 并输出电信号成为航天器的制导信号源 已知A质量为m 弹簧的劲度系数为k 原长为L0 电源电动势为E 内阻不计 滑动变阻器总长为L 电阻分布均匀 系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点 与固定接头Q正对 当系统以角速度 转动时 求 1 弹簧形变量x与 的关系式 2 电压表的示数U与角速度 的函数关系 解 当系统绕OO 轴转动时 A在光滑杆上发生滑动 使弹簧发生形变 触头P也随之移动 1 由牛顿第二定律有F m 2R R L0 x 即kx m 2 Lo x x m 2L0 k一m 2 2 电压表的示数 角速度传感器 二 热学量传感器 温度传感器 电熨斗 日光灯启动器 电冰箱的温控器结构 恒温箱的控制电路 电饭锅 双金属片温度传感器 发明和应用最早的传感器 演示 黄铜片和铁片铆在一起形成双金属片 常温下是直的 用酒精灯加热后 由于黄铜的线胀系数大于铁 就会向铁片那侧弯曲 利用双金属片的这一特点 可将双金属片制成控制电路通断的温度传感器 日光灯启动器内的双金属片 3 温度传感器的应用 电熨斗 工作原理 常温下 上 下触点接触 温度过高时 由于双金属片受热膨胀系数不同 上部金属膨胀大 下部金属膨胀小侧双金属片向下弯曲 使触点分离 从而切断电源 停止加热 温度降低后 双金属片恢复原状 重新接通电路加热 这样循环进行 起到自动控制温度的作用 双金属片温度传感器 电熨斗的结构 思考 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度 这是如何利用调温旋钮来实现的 温度传感器的应用 电饭锅 电饭锅的结构 电饭锅的工作原理煮饭时 压下开关按钮 永磁体与感温磁体相吸 松开后 按钮不再恢复到图示状态 则触点接通 电热锅通电加热 水沸腾后 锅内保持100 不变 故感温磁体仍与永磁体相吸 继续加热 直到饭熟后 水分被大米吸收 锅底温度升高 当温度升至 居里点103 时 感温磁体失去铁磁性 在弹簧作用下 永磁体被弹开 触点分离 切断电源 从而停止加热 居里温度 温度传感器的应用 测温仪 各种数字式测温仪 常见测温元件 可以是热敏电阻 金属热电阻 热电偶等 还可以是红外线敏感元件 工作原理 应用温度传感器可以把温度转换成电信号 由指针式仪表或数字式仪表显示出来 优点 由于电信号可以由测温地点传输到其他地点 所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值 这是把非电学量转变为电学量的一大优点 测温元件 左为金属热电阻 上为热敏电阻 右为红外线敏感元件 下为热电偶 利用传感器观察温度的变化 DIS系统 电冰箱的温控器结构 图表示普通电冰箱内温度控制器的结构 铜制的测温泡1 细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统 里面充有氯甲烷和它的蒸汽 构成了一个温度传感器 膜盒3为扁圆形 图中显示它的切面 右表面固定 左表面通过小柱体与弹簧片4连接 盒中气体的压强增大时 盒体就会膨胀 测温泡1安装在冰箱的冷藏室中 5 6分别是电路的动触点和静触点 控制制冷压缩机的工作拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上 连杆9的下端是装在机箱上的轴 凸轮8是由设定温度的旋钮 图中未画出 控制的 逆时针旋转时凸轮连杆上端右移 从而加大了对弹簧7的拉力 为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作 而在达到设定的低温后又自动停止工作 为什么用凸轮可以改变设定的温度 简单的恒温箱的控制电路 如图所示 图甲为热敏电阻的R t图像 图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路 继电器线圈的电阻为150 当线圈中的电流大于或等于20mA时 继电器的衔铁被吸合 为继电器线圈供电的电池的电动势E 6V 内阻可以不计 图中的 电源 是恒温箱加热器的电源 应该把恒温箱内的加热器接在A B端还是C D端 如果要使恒温箱内的温度保持100 可变电阻R 的值应调节为多少 三 光学量传感器 鼠标器 火灾报警器 4 光传感器的应用 鼠标器 机械式鼠标器的主要结构 光传感器的应用 鼠标器 鼠标器的原理两个滚轴分别装有码盘 码盘的边缘开有许多等间距的小齿 码盘两侧分别装有红外发射管 LED 及红外接收管 两个红外接收管就是两个光传感器 鼠标器在桌面上移动时 滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动 红外接收管就接收到断续的红外线脉冲 输出相应的电脉冲信号 计算机分别统计x y方向的脉冲信号 处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移 光传感器的应用 火灾报警器 烟雾散射式火灾报警器 光传感器的应用 火灾报警器 火灾报警器原理利用烟雾对光的散射来工作的 平时发光二极管LED发出来的光被不透明的挡板遮挡 光电三极管收不到LED发出的光 呈现高电阻状态 烟雾进入罩内后对光有散射作用 使部分光线照射到光电三极管上 其电阻变小 与传感器连接的电路检测出这种变化 就会发出报警 P68实验 测量光照的强度 用光敏电阻比较光照的强弱 例题 课本第页习题第题 例题 课本第页习题第题 机器人 工作人员正在将机器人送入胡夫金字塔 传感器的综合应用 附 一些元件的原理和使用要点 实验电子元件 晶体管 逻辑集成电路 集成电路实验板 晶体二极管 二极管具有单向导电性 普通二极管 发光二极管 半导体材料 磷化镓 磷砷化镓 发光二极管 发光二极管工作电路 欧姆表检测发光二极管 指示灯 晶体三极管 晶体三极管能够将微弱的信号放大 常见的三极管也是由硅或锗制成的 发射极e 集电极c 基极b 三极管的放大作用实验 光电三极管 光电三极管是一种光敏器件 它的符号如图甲所示 虽然也有三个电极 但是只从发射极e 集电极c两极接出引脚 外形如图乙所示 长脚为e 丙图为典型的应用电路 将光电三极管与10k 的电阻串联接到电压5 6V的直流电源E 在完全无光照时 通过的电流小于0 3 A 则A端输出近似等于电源电压 受光照时 通过的电流明显增大 光越强电流越大 A端输出的电压就逐渐减小 强光照下电流可以达到0 5mA 则A端输出电压接近于零 光电三极管对光照的灵敏度比光敏电阻高得多 常用于光控电路 集成电路块 集成电路板 在实验板上连接电路的实例 温度报警电路 课题研究怎样把交流变成直流 整流器 第四节传感器的应用实验 实验1光控开关实验2温度报警器 电平 在电子技术中 常用 电平 来描述辑电路的输入端和输出端的状态 电平指的就是某个端点与 地 接地端 之间的电压 如果以接地端的电势为零 那么电平表示的就是某个端点的电势 集成施密特触发器的引脚图 施密特触发器特点 当输入端A电平上升到某个值 1 6V 时 输出端Y输出低电平 0 25V 当输入端A电平下降到某个值 0 8V 时 输出端Y输出高电平 3 4V 将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号 实验1光控开关 1 光控开关电路图 光控开关原理 电位器R1与光敏电阻RG组成串联分压电路 UA URG R1 RG U 1 R1 RG 把光敏电阻因光照而发生的电阻的变化 转换为电压的变化 再将变化的电压输入触发器 非门 由输出端Y输出高电平或低电平 自然光 模拟路灯 光控开关电路说明 课本71页图6 4 2是对电路的简化的画法 课本虚线框内的文字对此做了解释 这个解释可用右图表示 当A为高电平时 在集成块中 流入Vcc的电流和流过发光二极管的电流 从标有 GND 的引脚汇集流出 回到电源 实验1光控开关 2 用白炽灯泡模仿路灯 就要使用电磁继电器来启闭外电路 电磁继电器线圈J中的电流突然减小时 会产生相当大的自感电动势 为防止自感电动势损坏集成块必须按照图示方向给线圈并联一只二极管 以提供自感电流有通路 光控开关电路的实物组装图 按照课本图6 4 2甲组装成的实物电路 光控开关的实物电路 思考 要想