求设计一个光敏电阻报警器

作者: 公司简介  发布:2020-02-12

  在日光下不工作,当紫外光照射时能报警。最好是在一定波长的紫外光波长时能工作,而小于此波长则不工作。答案希望具体,能给出电路和元件的材料。还有那个临界波长是多少。主要就是该...

  在日光下不工作,当紫外光照射时能报警。最好是在一定波长的紫外光波长时能工作,而小于此波长则不工作。答案希望具体,能给出电路和元件的材料。还有那个临界波长是多少。

  需要两个传感器件:一个是光敏电阻,一个是紫外线接收头,报警器部分很简单,一个小功率的放大电路,不管是三极管的,还是运算放大器的,还是MOS管的,都无所谓,设置一个临界电压或是电流,可以使其在一定紫外线强度下工作……

  【实验器材】电源,导线,开关,电阻箱,电位器,滑动变阻器,电流表,标准电压表

  (3)合上开关S2,调整Rˊ的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半。读出电阻箱的阻值,当R比Rˊ大得多时, ,可认为rg= Rˊ。

  (5)如果把电流表改装成量程为U=2V的电压表,计算应串联的电阻值R1。

  (8)改变变阻器R2的滑片位置,使标准电压表V的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V,并核对改装的电压表的示数是否正确。

  改装成量程为U=2V的电压表时应串联的分压电阻R= (计算式)= (代入数据)=

  如左图所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组I、U值,利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r值,最后分别算出它们的平均值。

  此外,还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标,U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如右图)所得直线跟纵轴的交点即为电动势值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

  待测电池,电压表(0-3V),电流表(0-0.6A),滑动变阻器(10Ω),电键,导线V量程,按电路图连接好电路。

  3.闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I1、U1),用同样方法测量几组I、U的值。

  1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池。

  2.干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A,短时间放电不宜超过0.5A。因此,实验中不要将I调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。

  3.要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I、U数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出E、r值再平均。

  4.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高精确度。

  5.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,这时,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。

  用图像法求E和r时,由于做图不准确造成的偶然误差。本实验结果:E测E真、r测r线《用多用电表探索黑箱内的电学元件》

  多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满度电流约几十到几百 A,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有

  由(3)式知当Rx=R中时,Ix= Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆表的中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值。

  由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。

  (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零;

  (6)将选择开关置于直流电流10mA挡,测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流;

  (7)将选择开关置于欧姆表的“×1”挡,短接红、黑表笔,转动调整欧姆零点的旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置。

  (8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端,读出欧姆表指示的电阻数值,并与标准值比较,然后断开表笔。

  (9)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡,重新调整欧姆零点,然后测定几百欧、几千欧的电阻,并将测定值与标准值进行比较。

  (11)实验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

  (1)将黑箱(可能有的电学元件为电池、电阻和二极管)放在实验桌上,让三个测量节点向上;

  (2)用直流电压挡测量A、B、C间的电压,判断有无电池,及电池的正负极。

  1.多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。

  3.合理选择电流、电压挡的量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在 ~2R中的范围)。若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。

  4.测量完毕后应拔出表笔,选择开头置OFF挡或交流电压最高挡,电表长期不用时应取出电池,以防电池漏液腐蚀。

  测量值偏大,其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻,或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起电表内电池电动势下降,内阻增加。如果是高值电阻测量值偏小,则可能是人体电阻并入造成。欧姆表的刻度是按标准电池标出,当电池用旧了,电动势和内电阻均发生变化,由此会引起测量误差。

  【实验原理】当信号电压输入示波器时,示波管的荧光屏上就反映出这个电压随时间变化的波形来。示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极组成。两电极都不加偏转电压时,由电子枪产生的高速电子做直线运动,打在荧光屏中心,形成一个亮点。这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压,则电子因受偏转电场的作用,打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动。如果再在竖直偏转电极上,加上一随时间变化的信号电压,则亮点在竖直方向上也要发生偏移,偏移的大小与所加信号电压的大小成正比。这样,亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动,一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移。于是在荧光屏上便形成一波形曲线,此曲线反映出信号电压随时间变化的规律。

  【实验器材】J2459型示波器1台;低压电源1台;变阻器1只;电键1只;导线若干。

  如图为J2459型示波器的面板,荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮,标以“⊙ ”符号,用来调节光点和图像的亮度。顺时针旋转旋钮时,亮度增加。

  第二个是聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”,这两个旋钮配合着使用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清晰的图像。

  再下面是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以使用了。

  荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是垂直位移“ ”和水平位移“ ”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置。它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度连续增大。

  中间一行左边的大旋钮是“衰减”,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别使输入的电压衰减为原来的 、 、 ,因此图像在竖直方向的幅度都减小为前一档的1/10,最右边的正弦符号挡不是衰减,而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压,可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作。

  中间一行右边的大旋钮是“扫描范围”,也有四挡,可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,使用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入。

  中间的小旋钮是“扫描微调”,用来调整水平方向的扫描频率,顺时针转动时频率连续增加。

  底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关。断氧报警器置于“DC”位置时,所加的信号电压是直接输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让交流信号通过而隔断直流成分。右边的“同步”也是一个选择开关。置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步。这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步,对测量没有影响。

  ①先把灰度调节旋钮逆时针转到底,竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋到中间位置,衰减调节旋钮置于1000挡,扫描范围旋钮置于“外X”挡。

  ②打开电源开关,等一两分钟(预热)后,顺时针旋转灰度调节旋钮,屏上即出现一个亮斑,调节该旋钮,使亮斑的亮度适中。

  ③旋转聚焦调节和辅助聚焦调节旋钮,观察亮斑的变化情况,并使亮斑最圆、最小。

  ④旋转垂直位移旋钮,观察亮斑上下移动的情况;旋转水平位移旋钮,观察亮斑左右移动的情况。调节这两个旋钮,使亮斑位于荧光屏中心。

  ①把X增益旋钮顺时针转到1/3处,扫描微调旋钮逆时针转到底,扫描范围旋钮置于10~100挡,可看到扫描的情形。

  ③将滑动变阻器的滑片P滑至适当位置后闭合开关,把衰减调节旋钮逆时针依次转到100、10和1挡,观察亮斑向上偏移的情况。

  ④调节Y增益旋钮,使亮斑偏移一段适当的距离,再调节滑动变阻器,观察亮斑偏移的距离随输入电压变化的情况。

  ③调节Y增益旋钮(或者X增益旋钮),观察曲线形状沿竖直(或水平)方向的变化情况。

  ④调节竖直(或水平)位移旋钮,观察曲线整体在竖直(或水平)方向上的移动情况。

  正确熟练地掌握J2459型学生示波器的使用方法,才能有效地利用示波器进行教学实验,提高仪器的利用率,并避免产生不必要的故障,延长仪器的使用期。

  ②示波器的使用电压为220V±10%范围。超出这个范围将影响仪器正常工作。当电源电压波动比较大时,最好采用交流稳压措施后再使用。

  ③示波器机箱与机内电路接地点相连接,为了安全及减少外界环境对仪器的干扰,应将仪器机壳接地。可用带接线焊钩的黑色导线,断氧报警器将示波器面板上的接地柱和实验桌上的接地接线柱相连接。如果实验室装有带地线的三孔安全电源插座,则可以将示波器电源线二脚插头换成三脚插头,另加一根黑色导线将三脚插头外壳和三脚插头地脚相连接。机壳不接地也可以使用,这时外部感应将使示波器的噪音干扰略增大一些。

  ④测试信号输入线最好采用带有香蕉插头的高频屏蔽线或单股线,输入线尽量短一些,将香蕉插头分别插入示波器Y输入与地接线柱及信号输出仪器接线柱。如果要检查实验电路某点波形,输入线测试端可接一对带套管的鳄鱼夹或测试棒比较方便。如果测试点电压较高,最好应先切断被测电路电源,接好测试点再进行测试。否则应特别注意安全,站在适当的绝缘物上,单手进行操作。

  ⑤示波器使用时应注意辉度适中,不宜过亮,且光点不应长期停留在一点上,以免损坏荧光屏。还应避免在阳光直射荧光屏的情况下工作。关机前应先将辉度关灭。

  ⑦当“Y输入”接导线并“悬空”时,容易出现干扰波形,应避免出现这种情况。

  ⑧示波器使用时,接入输入端的电压不应超过说明书规定的最大输出耐压400V(DC+ACPP)。如果信号为直流则应小于400V。如果信号为直流加交流,则其直流和交流峰值之和应小于400V。特别要注意当Y衰减开关放到1时,应防止过大的被测信号加入输入端,以免损坏仪器。

  ⑨仪器使用时,扳动面板控制器要轻,当到达极限位置时不要硬扳,以免损坏仪器。搬动时要轻拿轻放,防止碰撞。

  ⑩仪器用毕后应罩上防尘罩,放在阴凉干燥通风的地方。存放满3个月没有使用的仪器应开机通电1h,以防止电解电容失效和起到加热去潮的作用。

  示波器的主要功能是将非常抽象的电信号变成能看得见的图像,因而观察波形是示波器的主要用途。J2456型学生示波器适合观察频率在10Hz以上,1.5MHz以内,幅度在100mV以上,400V以内的各种电信号波形。

  被观察波形从Y输入接线柱输入。观察频率较高的交流信号时,输入耦合开关放到“AC”;观察100Hz以内方波信号及各种变化比较慢的交变信号时,输入耦合开关放到“DC”。衰减开关及Y增益位置视输入信号幅度大小按下表确定。

  如果不知道输入信号幅度时,可将衰减开关先放到“1000”挡,观察示波管荧光屏上Y方向显示,如没有显示或显示太小,则将Y衰减开关顺次放到“100”、“10”、“1”挡,再适当调节Y增益,使荧光屏Y方向有4~6格显示即可。扫描范围开关位置视输入信号频率和拟在荧光屏上显示的完整周期波形个数来选定。例如输入信号频率为50Hz,拟在荧光屏上显示两个周期波形,那么扫描频率应为50Hz/2=25Hz,应将扫描范围开关放到“10~100”挡,调扫描微调旋钮,就可在荧光屏上显示两个周期的波形。再如信号频率为10kHz,拟显示5个周期的波形,那么扫描频率应为10kHz/5=2kHz,应将扫描范围开关放到“1~10K”挡,断氧报警器调扫描微调旋钮,可以在荧光屏上显示出5个周期波形。如果被观察信号频率不知道,可将扫描范围开关从低到高逐挡改变,同时调节扫描微调旋钮,待荧光屏上显示出4~6个周期的稳定波形即可。当被观察信号在1MHz以上时,应注意将X增益旋钮顺时针旋到底,才能较清楚地显示波形。

  示波器荧光屏上光点垂直偏转距离与输入电压成正比,因而示波器输入灵敏度经核准后,即可以测量电压。用示波器测量电压、电流,虽然不如其他测量仪表精确,但能测出任何一种交流电压的幅度值或瞬时值,这一点是其他仪表所不能做到的。J2459型学生示波器出厂时垂直系统灵敏度已校准,因而可以根据荧光屏上Y轴显示的幅度直接计算。

  ①直流电压的测量。将示波器Y增益旋钮顺时针旋到底,这时示波器垂直系统灵敏度为每格50AmV,A为衰减开关倍率,分别为1、10、100、1000,可根据被测直流电压的大约范围选择。将输入耦合开关放到“DC”,Y输入与地接线柱用导线短接,将示波器调出扫描线,并将扫描线移到坐标片Y轴正中,定此位置为零电位。然后除去短路线,将被测信号接入,如扫描线格,如图示,则表示被测直流电压为正极性,数值为U=2.2×50×A(mV)。如扫描线下移,则表示被测直流电压为负极性。

  测试时也可以用光点来显示,这时只要将X增益电位器反时针旋到底,扫描线即缩成为一点。但要注意此时示波管辉度不要太亮,以免损坏荧光屏。

  当不知道被测电压的大约范围时,可先将衰减开关放到“1000”,如光迹没有移动或移动太小,则再将Y衰减开关放到“100”、“10”、“1”。确定衰减挡级后应再校一次零电位,以保证测量精度。零电位也可以不选在Y轴正中,如被测电压为正极性,可选在下面;如被测电压为负极性,则可选在上面,以扩大测量范围。

  ②交流电压的测量。示波器可以测量交流电压的峰峰值或波形任何两点间的电位差值。测试时Y轴输入耦合开关放到“AC”,Y增益旋钮顺时针旋到底,被测信号接入Y输入与地接线柱,适当选择衰减开关和扫描范围,调节扫描微调旋钮,使荧光屏上显示出3~6个稳定的波形,如图。读出波形峰峰值之间为4.2格,则被测电压峰峰值为:

  J2459型学生示波器衰减开关是十进位的,测试某些幅度电压时会产生波形显示太小、不能稳定同步,但当衰减减小一挡时波形显示又太大,超过坐标刻度的情况。例如对峰峰值约为500mV的信号,当衰减放到“1”时,显示超出坐标片刻度,当衰减放到“10”时显示又太小,这时给定量测量带来一定困难。为解决这一问题,可以将示波器Y增益旋钮反时针旋到底时垂直系统灵敏度Smin事先测出。Y增益微调比约为6倍,此时灵敏度约为每格300mV左右,于是峰峰值约为500mV的信号,就可得到1.7格的显示。如果被测信号显示为B格,衰减挡板为A,则电压峰峰值为:Upp=BSminA(mV)

  方波、锯齿波、三角波及其他周期性变化电压幅值测量方法完全相同。但应注意,如果频率较低时,应将输入耦合开关放到“DC”。

  【例1】如图,某晶体管的集电极电压在示波器荧光屏上显示出的稳定的图形。图中锯齿波显示为3格。问:

  此问题系J2459对合成电压的测量问题。当示波器Y增益旋钮顺时针旋到底,这时示波器垂直系统灵敏度为每格50A(mV)。(A为衰减开关倍率)故:

  本题思维点拨:在实际测量中,除了单纯的交流电压或直流电压测量外,往往需要测量既有交流分量又有直流分量的合成电压。例如晶体管放大信号时所出现的,即本题所显示的集电极电压,就是既有交流电压,又有直流电压;在脉冲电路测试中,往往要了解信号波形各点相对于地的电位高低。这种合成电压可以很方便地用示波器进行测量。测试时,输入耦合开关应放于“DC”,先将Y输入与地接线柱间用导线短接,确定扫描线的零电位。再接入被测信号,调节扫描范围与扫描微调旋钮,荧光屏上就会有波形显示了。

  ①扫描频率旋钮置于外X挡;DC、AC开关置于DC处,Y增益顺时针旋转到底;调节水平、竖直位移旋钮使光点位于正中;衰减置于较高挡。

  ②把电阻R两端分别与示波器上Y输入和地相连。(电路图请同学们自行作出。)

  本题思维点拨:按现行教材(选修第三册P291,人民教育出版社1991年12月版)要求,在实验中不作电流测量,可是无论从“培养能力,发展智力”的教育思想,还是从“培养动手能力,加强活动课”课堂的教改要求,从培养跨世纪人才的高度,我们建议有条件的学校还要安排用示波器测电流的活动课。这里面的关键是,把一个已知阻值的小电阻串联在待测电流的电路里(或利用原电路中的已知电阻),用示波器测量这个电阻两端的电压,利用欧姆定律就可以算出电路中的电流。

  【实验目的】认识光敏电阻、热敏电阻等传感器的特性;了解传感器在技术上的简单应用。

  传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量),其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的电信号,转换后的电信号经过相应的仪器进行处理,就可以达到自动控制的目的。

  【实验器材】热敏电阻、光敏电阻多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。

  ①按照右图将热敏电阻连入电路中,多用电表的两只表笔分别与热敏电阻的两端相连,烧杯中倒入少量冷水。

  ①按照图将光敏电阻连入电路中,多用电表的两只表笔分别与光敏电阻的两端相连。

  ④将手张开,放在光敏电阻的上方,上下移动手掌,观察阻值的变化,记录不同情况下的阻值,将测量结果填入下表中。

  1.让学生自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动报警器,当温度过高时灯亮或者响铃,向人报警。

  可供选择的器材有:小灯泡(或门铃)、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。

  展开全部用一个力传感器,一个光敏电阻,两个电阻,与门串成一个逻辑电路将力传感器装在门口的地毯下面到了晚上将光敏电阻的阻值变的很大,输出逻辑值1,当有人到门口时,力传感器感受到压力,输出逻辑值1,经过与门,输出逻辑值1,电灯亮或电铃响.当以上条件有一个以上不符合是,输出逻辑值0,电灯不亮或电铃不响

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关键词: 断氧报警器