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传感器与电路设计综合应用题的解答

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传感器与电路设计应用的解答 分析传感器与电路设计综合问题的思维方法是: 1.确定传感器所感受的物理量,传感器所感受的物理量有力、热、磁、光等。 2.转换电路通过元件把敏感元件的输出转换成电信号,最后借助于转换电路把电信号转换 为便于处理、显示、记录或控制的量。 3.传感器一般是把被测量转换成电学量,因此往往与电子元件一起构成电路,所以要注意 电路分析,特别是各种敏感元件的特性及各种常用电子元件的工作特点,要熟练掌握,并针 对具体问题灵活处理。 例 1.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 甲所示,试设计一个温控电路。要求温度低于某一值时,电炉丝自动通电加热,超过某一温 度时,又可以自动断电,请把图连接完整,并说明工作过程。 P 继电器 K R1 热敏电阻 R2 滑动变阻器 图甲 电源 E S 电炉丝 R3 P 继电器 K R1 热敏电阻 R2 滑动变阻器 电源 E S 电炉丝 R3 图乙 解析: 电路图连接如图乙所示。 工作过程:闭合开关 S,当温度低于设计值时,热敏电阻的阻值大,通过继电器的电流 不能使它工作,K 接通,电炉丝加热。当温度达到设计值时,热敏电阻的阻值减小到某一值, 通过继电器的电流达到工作电流,继电器的线圈中产生磁场,吸引衔铁 P 向下运动,K 断开, 电炉丝断电,停止加热。当温度低于设计值时,又重复前述过程。 点评:处理传感器有关的电路设计问题,可将整个电路分解为:(1)传感器所在的信息 采集部分。(2)转化输出部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)。(3)执行电路 部分,即利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作。 例 2.把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图甲所示电路连接,制成光 电报警装置。当报警器有光照射时,蜂鸣器发声,当没光照射或者光照很弱时,蜂鸣器不发 声。①光敏电阻:光敏电阻受光照射后,阻值会变小。②干簧管继电器开关:由于干簧管和 绕在干簧管外的线圈组成,如图乙所示,当线圈中有一定电流时,线圈产生的磁场使密封在 干簧管内的每个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当 线圈中没有电流或者电流很微弱时,磁场消失,簧片在弹力的作用下恢复到分离状态。试说 明光电报警器的工作原理。 光敏电阻 干簧管继电器 蜂鸣器 电源 干簧管继电器 图乙 光电报警装置 图甲 解析:当报警器有光照射时,光敏电阻阻值减小,电路中的电流增大,线圈产生的磁场 使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态,蜂鸣器 电路接通,蜂鸣器发声。反之,当没有光照射或光很微弱时,光敏电阻阻值很大,电路中的 电流很小,干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态,连接蜂鸣器的电路断开,蜂鸣器不发声。 点评:解答此题的关键是弄清光敏电阻的特性,掌握干簧管继电器的工作原理,弄清电 路的连接情况。图中为两个独立电路,两个簧片与蜂鸣器组成一个电路,光敏电阻和干簧管 外的线圈组成一个电路。



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