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篇1

【關(guān)鍵詞】光敏電阻 光照特性 伏安特性 光譜特性 延時(shí)特性

1 引言

隨著電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)電子元器件性能的要求也越來(lái)越高，尤其對(duì)光敏電阻制備的要求比較嚴(yán)格，因此，研究光敏電阻特性具有重要的意義。光敏電阻是利用半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng)制成的一種器件，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，即在半導(dǎo)體材料兩端鍍上電極引線(xiàn)，并將它封裝起來(lái)成為光敏電阻。為增加光敏電阻的靈敏度，通常把兩電極做成梳狀。光敏電阻沒(méi)有極性之分，在使用時(shí)既可以用直流電壓，同樣也可以用交流電壓。由于光敏電阻具有很好的穩(wěn)定性、所測(cè)光強(qiáng)范圍寬、體積小、靈敏度高、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜、無(wú)極性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于通信、自動(dòng)探測(cè)和光電控制等領(lǐng)域[1]。

2 光敏電阻的主要參數(shù)

2.1 光電流、亮電阻

在室溫和有光照射的條件下，并加上一定的外加電壓，此時(shí)流過(guò)光敏電阻的電流叫做光電流，穩(wěn)定時(shí)測(cè)得的電阻為亮電阻，即所加的外加電壓與流過(guò)光敏電阻的光電流之比。光電流可以通過(guò)用LED 光源供電電路來(lái)測(cè)得[2]。

2.2 暗電流、暗電阻

在無(wú)光照射和一定外加電壓的條件下，流過(guò)光敏電阻的電流叫做暗電流。在室溫并且全暗的條件下測(cè)量得到的穩(wěn)定電阻值稱(chēng)為暗電阻。暗電阻隨著光源關(guān)閉時(shí)間的增加而增加，因此規(guī)定在關(guān)閉電源30s后再來(lái)測(cè)量暗電阻的阻值[3]。

2.3 靈敏度

光敏電阻在沒(méi)有受到光照射時(shí)的暗電阻的阻值與受到光照射時(shí)的亮電阻阻值的相對(duì)變化值稱(chēng)之為靈敏度。光敏電阻的暗阻和亮阻之間的比值大約為1500：1，暗電阻的阻值越大其特性越好。暗電阻越大，亮電阻越小，它們的相對(duì)變化值越大，即亮電流越大，暗電流越小，光敏電阻的靈敏度就越高[4]。

3 光敏電阻的特性

3.1 伏安特性

在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓與此時(shí)流過(guò)光敏電阻電流的關(guān)系稱(chēng)之為伏安特性。在給定偏壓條件下，光照強(qiáng)度越大，光電流也隨之增大。

2010年5月，周磊等人[5]利用自制的透明玻璃管式爐控制溫場(chǎng)，在恒定光照強(qiáng)度約為600lx的條件下，發(fā)現(xiàn)CdS光敏電阻在一定溫度范圍內(nèi)的伏安特性對(duì)溫度變化的敏感度并不高，此時(shí)仍有良好的線(xiàn)性特征。工作環(huán)境溫度超過(guò)100度時(shí)，有較明顯的影響。若光敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)不在具有線(xiàn)性性質(zhì)，造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是由于載流子的熱運(yùn)動(dòng)不斷加劇，從而增加了與原子核的碰撞幾率，縮短了載流子的平均自由程[6]。

2013年2月，李曉波[7]在虛擬儀器LABVIEW平臺(tái)下，對(duì)伏安特性進(jìn)行了虛擬實(shí)現(xiàn)，結(jié)果和理論相符合，即在一定光照強(qiáng)度下，光敏電阻伏安特性曲線(xiàn)有良好的線(xiàn)性性質(zhì)。

2013年5月楊東等人[2]借助光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的硬件資源，把伏安特性的測(cè)量電路直接連接到光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用軟件進(jìn)行仿真，在計(jì)算機(jī)界面上得到光敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，光敏電阻在一定電壓范圍內(nèi)，其曲線(xiàn)為斜率不同的直線(xiàn)，表明在不同光照下電阻的阻值不同，且隨著電壓的增大，光電流也越大，與理論相符合。

在大多數(shù)對(duì)光敏電阻特進(jìn)行性研究的實(shí)驗(yàn)中，一般都是用的復(fù)色光，2015年8月，孫寶光，劉春蘭[8]通過(guò)WGD-100小型光柵單色儀獲得的單色光，選擇一定波長(zhǎng)的單色光對(duì)光敏電阻的伏安特性進(jìn)行了研究，結(jié)果得到電流和電壓有較好的線(xiàn)性關(guān)系，隨著電壓的增大，光電流和靈敏度隨之增大，且沒(méi)有出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象。

3.2 光照特性

在一定的外加電壓條件下，流過(guò)光敏電阻的的光電流和光通量之間的關(guān)系稱(chēng)之為光照特性。光敏電阻有多種類(lèi)型，其光照特性不盡相同，大部分光照特性曲線(xiàn)均為非線(xiàn)性。故光敏電阻不適合用作定量檢測(cè)元件，一般作為開(kāi)關(guān)式光電傳感器[9]應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)。在可見(jiàn)光的范圍內(nèi)，硫化鎘（CdS）[10]是使用的較多的光敏電阻。2003年周紅、楊衛(wèi)紅等[11]人利用實(shí)驗(yàn)測(cè)量了CdS光敏電阻的光照特性，通過(guò)測(cè)量在不同外加電壓下，光電流隨光照的變化得出如下結(jié)論：在外加電壓一定時(shí)，光電流隨光照強(qiáng)度的增大而增大，斜率呈逐漸減小的趨勢(shì)，并不是理想的線(xiàn)性變化。在用虛擬儀器LABVIEW對(duì)光敏電阻的光照特性進(jìn)行研究時(shí)[7]，也同樣發(fā)現(xiàn)，在弱光照射時(shí)，光電流與光照強(qiáng)度呈線(xiàn)性關(guān)系，當(dāng)強(qiáng)光照射時(shí)，它們變成非線(xiàn)性的關(guān)系。

3.3 光譜特性

光譜特性又叫做光譜靈敏度，在2000年舒秦等人[12]設(shè)計(jì)并制做了一套可用來(lái)測(cè)試光敏電阻特性的儀器來(lái)對(duì)光敏電阻的特性進(jìn)行研究。由實(shí)驗(yàn)可知：不同材料光敏電阻有不同的光譜特性，即使是同一種材料的光敏電阻，當(dāng)照射光的波長(zhǎng)不同時(shí)，其靈敏度也不一樣，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)也并不相同。如在光晶體中，cds用于敏感可見(jiàn)光；GaAs、Ge和Pb主要用于敏感紅外光；ZnS主要用于敏感紫外光。在2010年，李雨峰等人[13]根據(jù)光敏電阻光譜特性測(cè)定的需要設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，以五種不同波長(zhǎng)濾光片產(chǎn)生的不同波長(zhǎng)的光波做為實(shí)驗(yàn)變量，研究光敏電阻的相對(duì)靈敏度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著光波波長(zhǎng)的增加，光敏電阻的相對(duì)靈敏度先增加后減少，存在一個(gè)最靈敏點(diǎn)。

3.4 延時(shí)特性

當(dāng)有脈沖光照射光敏電阻時(shí)，光電流并不是立即發(fā)生變化，而是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后才能達(dá)到穩(wěn)定。同樣的，當(dāng)停止光照后，光電流也要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間恢復(fù)為零，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光敏電阻的延時(shí)特性。不同材料的光敏電阻有不同的延時(shí)特性，因此其頻率特性也并不相同。硫化鉛的頻率特性比硫化鉈高好，所以硫化鉛的使用頻率較高一些。大多數(shù)光敏電阻的時(shí)延都很大，我們可以通過(guò)增大光敏面來(lái)使其延遲降低，但是這些類(lèi)型的器件不適宜用作快速響應(yīng)的場(chǎng)合[4]。在2007時(shí)，范佳午等人[14]用半定量方法研究了光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間與照射光的照度和波長(zhǎng)的關(guān)系，通過(guò)做的曲線(xiàn)圖可以看出隨著照度的減小，光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)。隨著照度的越小，響應(yīng)時(shí)間變化越急劇。近年，謝音等人[15]用設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光敏電阻的延時(shí)特性，并研究了光強(qiáng)對(duì)光敏電阻響應(yīng)時(shí)間的影響。由實(shí)驗(yàn)可知：光強(qiáng)改變量和光強(qiáng)改變前的光照強(qiáng)度都會(huì)對(duì)光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間造成影響，光強(qiáng)初始值越大，其響應(yīng)時(shí)間越短；光強(qiáng)改變量越大，響應(yīng)時(shí)間同樣也越短。

4 總結(jié)

本文對(duì)近幾年關(guān)于光敏電阻特性的研究進(jìn)行了總結(jié)，主要介紹了光敏電阻的伏安特性、光照特性、光譜特性和延時(shí)特性。光敏電阻作為廣泛應(yīng)用于通信、自動(dòng)探測(cè)和光電控制等領(lǐng)域的光電轉(zhuǎn)化元件，故對(duì)光敏電阻基礎(chǔ)和特性的研究，可以為光敏電阻今后的發(fā)展起到一定的指導(dǎo)性作用。

（通訊作者：謝泉）

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

劉棟（1990-），男，安徽省安慶市人。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為貴州大學(xué)碩士研究生。主要研究方向?yàn)楣怆娮硬牧稀?/p>

謝泉（1964-），男，貴州省貴陽(yáng)市人。博士后、博士、教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)為貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所所長(zhǎng)、貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院院長(zhǎng)。

篇2

一、廣播電視覆蓋工程建設(shè)的意義及現(xiàn)狀

（一）廣播電視覆蓋工程建設(shè)的重要性

廣播電視覆蓋工程的工作重點(diǎn)在于縣級(jí)及以下單位，這也是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要項(xiàng)目。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對(duì)精神生活的質(zhì)量需求更為看重。然而，據(jù)調(diào)查，我國(guó)人民廣播電視工程覆蓋水平與人們實(shí)際需求很不協(xié)調(diào)，尤其是農(nóng)村地區(qū)，在縣級(jí)及其以下單位，能夠看到的電視節(jié)目和廣播節(jié)目數(shù)量非常有限且質(zhì)量不高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們對(duì)廣播電視信息的需求。廣播電視是人們接受外界信息和文化的重要媒體，對(duì)于推進(jìn)廣播電視覆蓋工程建設(shè)進(jìn)程對(duì)提高人們精神文化水平和綜合素質(zhì)有重要的意義，也是提高人民生活水平的重要舉措。

（二）廣播電視覆蓋工程工作不滿(mǎn)足實(shí)際需求

在廣播電視覆蓋工程建設(shè)中，人們生活實(shí)際需求得不到滿(mǎn)足是最大的問(wèn)題。尤其是在工程覆蓋范圍方面，設(shè)備陳舊、機(jī)房老化等問(wèn)題極大地?fù)p害了工程的質(zhì)量。上述問(wèn)題首先表現(xiàn)為，一些設(shè)備的功能受到損害，不能完全發(fā)揮其作用，從而使廣播電視信號(hào)的傳播效率減弱，縮減了信號(hào)的覆蓋范圍，降低了信號(hào)的質(zhì)量，嚴(yán)重影響了人們的使用體驗(yàn)。其次，許多工程建設(shè)中都忽略了工程的保護(hù)措施，尤其是避雷措施。而事實(shí)是，接受和發(fā)射信號(hào)的設(shè)備遭受雷擊的概率比其他設(shè)施大得多，所以忽略避雷措施是一項(xiàng)十分危險(xiǎn)的錯(cuò)誤。另外，在工程選址方面，常常出現(xiàn)選址錯(cuò)誤的現(xiàn)象。許多工程選址以建設(shè)難易程度為首要因素，以致于偏遠(yuǎn)的建設(shè)難度較大的地區(qū)覆蓋工程越來(lái)越少甚至沒(méi)有，這就加重了地區(qū)之間的不平衡，且偏遠(yuǎn)地區(qū)的廣播電視信號(hào)問(wèn)題仍然得不到解決。

（三）廣播電視覆蓋工程的監(jiān)督和驗(yàn)收被忽略

工程質(zhì)量的決定因素有技術(shù)、管理和監(jiān)督等，而監(jiān)督是最容易被忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)。一方面，在工程建設(shè)過(guò)程中，做好監(jiān)督工作不但能大幅度減少工作人員的差錯(cuò)率，而且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)解決，避免產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，在工程使用過(guò)程中，做好監(jiān)督工作能及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程在使用中出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)維修，避免出現(xiàn)更大的問(wèn)題，影響人們的使用體驗(yàn)。由此可見(jiàn)，忽略監(jiān)督工作是一件十分重大的問(wèn)題。驗(yàn)收工作也算是監(jiān)督工作的一部分，在工程建設(shè)全部完成后，要對(duì)整個(gè)無(wú)線(xiàn)覆蓋工程進(jìn)行性能檢測(cè)，保證工程的質(zhì)量符合要求。而實(shí)際驗(yàn)收工作中，出于節(jié)省時(shí)間的心理，驗(yàn)收人員經(jīng)常是敷衍了事，當(dāng)然，這其中也有缺少設(shè)備的原因?？傊?，不合格的驗(yàn)收工作使工程中原本存在的問(wèn)題沒(méi)能檢查出來(lái)，給整個(gè)工程埋下了安全隱患。

二、保證廣播電視覆蓋工程建設(shè)質(zhì)量的措施

（一）提高廣播電視覆蓋工程建設(shè)的技術(shù)水平

要保證廣播電視覆蓋工程的質(zhì)量，首要問(wèn)題就是提高工程建設(shè)的技術(shù)水平。我國(guó)幅員遼闊，各地區(qū)的地形、氣候和人口密度各有不同，對(duì)工程的要求自然也不同。因此，在工程建設(shè)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇最合理的工程方案和技術(shù)。比如在人口稀少且分散的地區(qū)不宜選用建設(shè)小型有限網(wǎng)絡(luò)的方案，因?yàn)檫@種方案落實(shí)造價(jià)高，應(yīng)用在人口稀疏的區(qū)域違背了經(jīng)濟(jì)性的原則。另外，在人口密度較大的地區(qū)，采用VHF斷技術(shù)是一個(gè)比較好的方法，它可以根據(jù)用戶(hù)需求任意增加或刪減頻道數(shù)目，而且其負(fù)載量加大，不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檫^(guò)載導(dǎo)致信號(hào)減弱或不穩(wěn)定的現(xiàn)象。技術(shù)人員的技術(shù)水平對(duì)工程質(zhì)量有決定性的影響，所以，要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，而且各團(tuán)隊(duì)之間要定期進(jìn)行技術(shù)交流共同進(jìn)步，培養(yǎng)出優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。另外，提高工程建設(shè)技術(shù)水平不僅能保證工程質(zhì)量，而且也能解決工程選址問(wèn)題。高技術(shù)的建設(shè)團(tuán)隊(duì)能克服山地、丘陵等多種復(fù)雜地形帶來(lái)的困難，使無(wú)線(xiàn)覆蓋工程能根據(jù)人們實(shí)際需求建設(shè)在相應(yīng)的地區(qū)。

（二）加強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)過(guò)程的監(jiān)督和管理

工程建設(shè)中的監(jiān)督和管理工作是工程質(zhì)量的保證，要建立嚴(yán)格的管理和監(jiān)督機(jī)制，在工程建設(shè)中，要落實(shí)獎(jiǎng)懲制度，使工程的每一部分都有負(fù)責(zé)人員，每個(gè)工作人員都能對(duì)自己的工作成果負(fù)責(zé)，一旦工程的某一部分出現(xiàn)問(wèn)題，就應(yīng)對(duì)負(fù)責(zé)這一部分的工作人員做出相應(yīng)的處罰措施；同樣地，對(duì)于工作認(rèn)真；無(wú)重大失誤且一直表現(xiàn)較好的員工要給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，這樣，工作人員的工作積極性就會(huì)被調(diào)動(dòng)起來(lái)，就能大幅度減少工作失誤，保證工作質(zhì)量。另外，還應(yīng)健全監(jiān)督機(jī)制，成立專(zhuān)門(mén)的監(jiān)督部門(mén)，嚴(yán)格監(jiān)督工程建設(shè)過(guò)程，包括人力、財(cái)務(wù)、設(shè)備、原料、工程質(zhì)量等等，全面監(jiān)督整個(gè)工程。在工程驗(yàn)收方面，驗(yàn)收人員要持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度認(rèn)真檢查整個(gè)工程是否符合《無(wú)線(xiàn)覆蓋工程質(zhì)量控制要點(diǎn)》的要求，相關(guān)部門(mén)要給予充分的資金支持，購(gòu)置先進(jìn)的設(shè)備，保證驗(yàn)收工作的正常進(jìn)行。

（三）做好廣播電視覆蓋工程的維護(hù)工作

廣播電視覆蓋工程是一項(xiàng)長(zhǎng)時(shí)間使用的工程，隨著時(shí)間的推移，工程出現(xiàn)問(wèn)題是不可避免的。所以，做好工程檢修維護(hù)工作是非常必要的。為此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)定期對(duì)廣播電視覆蓋工程進(jìn)行檢修，注意機(jī)房的濕度、設(shè)備的性能、配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備、信號(hào)接收系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)等，如果出現(xiàn)問(wèn)題，便應(yīng)及時(shí)修復(fù)，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的問(wèn)題。另外，相關(guān)部門(mén)應(yīng)設(shè)立一個(gè)專(zhuān)門(mén)的工程檢修部門(mén)，在廣播電視覆蓋工程中設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的性能、機(jī)房環(huán)境、配電系統(tǒng)的靈敏度等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，保證工程的正常進(jìn)行。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，廣播電視覆蓋工程對(duì)我國(guó)精神文明建設(shè)有重大意義，加強(qiáng)廣播電視覆蓋工程建設(shè)是非常有必要的。對(duì)于目前我國(guó)廣播電視覆蓋工程中出現(xiàn)的問(wèn)題，可以通過(guò)提高工程技術(shù)、加強(qiáng)工程管理和監(jiān)督、做好廣播電視工程的維護(hù)工作等措施解決。總之，廣播電視覆蓋工程建設(shè)的質(zhì)量要從技術(shù)和管理兩方面入手，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并加強(qiáng)對(duì)廣播電視覆蓋工程的監(jiān)督管理和維護(hù)，從而在最大程度上保證廣播電視覆蓋工程的工程質(zhì)量。

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[責(zé)任編輯：梅芬芬]

篇3

關(guān)鍵詞：發(fā)光二極管；充放電；光敏電阻；渦流

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148（2013）11（S）-0063-1

妙用1 演示電容器的充放電

器材：3節(jié)1.5V小型電池，一只“100uF 16V”電容器，一只發(fā)光二極管及導(dǎo)線(xiàn)。

操作：充電操作——用3節(jié)干電池串聯(lián)組成電源，電源正極接到電容器的正極。電源負(fù)極接到電容器的負(fù)極，接觸一下即好。

放電操作：電容器的正負(fù)極觸碰發(fā)光二極管的正負(fù)極。

現(xiàn)象：當(dāng)電容器的正負(fù)極觸碰到發(fā)光二極管的正負(fù)極時(shí)，二極管閃亮一下。

效果：二極管的閃光。給人鮮明的視覺(jué)效果，使人深信有電流通過(guò)發(fā)光二極管，閃亮一下后不亮了，說(shuō)明回路沒(méi)電了，電容器沒(méi)電了。電容器能放電正是電源給電容器充的電。本實(shí)驗(yàn)趣味性強(qiáng)。操作方便。能把看不到的充放電通過(guò)發(fā)光二極管的光亮間接顯示出來(lái)。

妙用2 演示光敏電阻的電阻隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而減小

器材：3節(jié)1.5V小型電池。一只光敏電阻，一只發(fā)光二極管及導(dǎo)線(xiàn)。

操作1：將電源，光敏電阻和發(fā)光二極管組成串聯(lián)電路置于發(fā)光的日光燈下方。

現(xiàn)象1：二極管發(fā)光。

操作2：用手遮在光敏電阻上方，擋住光。

現(xiàn)象2：二極管不發(fā)光。

效果：光照強(qiáng)，二極管發(fā)光，說(shuō)明光敏電阻阻值?。河檬謸豕夂?。二極管不發(fā)光。說(shuō)明光敏電阻阻值變大了。本實(shí)驗(yàn)操作方便，能把看不到的阻值變化通過(guò)發(fā)光二極管的光亮間接顯示出來(lái)。

妙用3 演示渦流的存在

器材：一臺(tái)較小的電磁爐。一個(gè)匝數(shù)較多的串聯(lián)接入一只發(fā)光二極管的閉合線(xiàn)圈。

操作：電磁爐通電，線(xiàn)圈平面從平行于電磁爐到垂直于電磁爐，再繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)到平行位置。

篇4

關(guān)鍵詞：水表；光電傳感器；帶倍率頻率計(jì)；流量計(jì)

Homemade water meter flowmeter

He Liuliang， Ren Ruoxi， Song Zifan， Yang Hong

Beijing University of Civil Engineering and Architecture， Beijing， 100044， China

Abstract： The flowmeter as the paper described was made for flow measurement of liquid. It was made by using the linear relationship between the gear speed of the mechanical water meter and the flow through the closed pipeline. Its main components are band ratio frequency meters and a modified water meter. This type of flowmeter has advantages such as wide measurement range， accurate measurement results， real-time data display.

Key words： water meter； photosensor； band ratio frequency meter； flowmeter

第三屆北京市大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽題目二為“基于物理學(xué)原理，自行設(shè)計(jì)并制作一流量計(jì)，用于測(cè)量流量不超過(guò)10 L/min，不均勻流速的自來(lái)水流量”。所謂流量，是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)封閉管道或明渠有效截面的流體量。當(dāng)流體量以體積表示時(shí)稱(chēng)體積流量；當(dāng)流體量以質(zhì)量表示時(shí)稱(chēng)質(zhì)量流量。流量計(jì)是用于流量測(cè)量的儀表，市場(chǎng)上用于流量測(cè)量的產(chǎn)品很多，如電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等，這些流量計(jì)都較為昂貴。本文所述的水表流量計(jì)具有成本低，測(cè)量精確，測(cè)量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，作為參賽作品，在競(jìng)賽中獲三等獎(jiǎng)。

1 設(shè)計(jì)原理與方法

拆解一只普通機(jī)械式水表可知，水流沖擊帶動(dòng)水表中的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪轉(zhuǎn)速和流經(jīng)水表的液體流量有線(xiàn)性關(guān)系。葉輪帶動(dòng)機(jī)芯上的齒輪旋轉(zhuǎn)，二者之間的轉(zhuǎn)速比為固定值。因此機(jī)芯上齒輪的轉(zhuǎn)速和流量存在線(xiàn)性關(guān)系。測(cè)量出機(jī)芯上齒輪的轉(zhuǎn)速，就可以測(cè)出流量值。齒輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量通過(guò)光電傳感器和帶倍率頻率計(jì)數(shù)器共同完成。

光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件3部分組成[1]。本裝置中的光電傳感器由一只發(fā)光管和一只光敏電阻組成，發(fā)光管置于齒輪之上，發(fā)出光信號(hào)，光敏電阻置于齒輪之下，接收光信號(hào)。發(fā)光管和光敏電阻的尺寸須小于齒輪相鄰葉片之間的間隙，確保發(fā)光管發(fā)出的光能照射到光敏電阻上。光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，是一種典型的光電導(dǎo)器件。所謂光電導(dǎo)效應(yīng)是指材料（或器件）受到光輻射后，材料（或器件）的電導(dǎo)率發(fā)生變化[2]。光敏電阻常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等。這些材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。

本裝置中的光敏電阻在無(wú)光照射時(shí)電阻為150 kΩ，有光照射時(shí)電阻為5 kΩ。有光照時(shí)，回路中電阻小，電流大，觸發(fā)帶倍率頻率計(jì)工作。假設(shè)齒輪有3片葉片，則齒輪旋轉(zhuǎn)一周，光敏電阻接受3次光照。設(shè)定好的頻率計(jì)自動(dòng)將光敏電阻受3次光照的時(shí)間作為一個(gè)周期，計(jì)算出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率。流量Q與頻率f成線(xiàn)性關(guān)系，即Q=f×K，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可測(cè)量出系數(shù)K。再對(duì)帶倍率頻率計(jì)進(jìn)行設(shè)置，即可使頻率計(jì)顯示的數(shù)值為流量值。

電路的連接如圖1所示。發(fā)光管“+”端和頻率計(jì)的U0端相連，其間串聯(lián)一個(gè)型號(hào)為5W360RJ的360 Ω的水泥電阻，用于限流，保護(hù)回路。U0接12 V的電源。發(fā)光管的“―”端和光敏電阻的一端都連接在頻率計(jì)的公共端“COM”上。光敏電阻的另一端和頻率計(jì)的計(jì)數(shù)端“CNT”相連。水泥電阻是將繞線(xiàn)電阻體放入方形瓷器框內(nèi)，用特殊不燃性耐熱水泥充填密封而成，具有耐熱、耐濕和耐腐蝕等特點(diǎn)。帶倍率頻率計(jì)型號(hào)為ZN48，它外形小巧，功能強(qiáng)大，具有計(jì)數(shù)、累計(jì)、延時(shí)、測(cè)頻率、測(cè)轉(zhuǎn)速等多種功能，并帶有液晶顯示屏。本裝置利用它的測(cè)轉(zhuǎn)速功能。

圖1 水表流量計(jì)電路圖

2 實(shí)驗(yàn)儀器與裝置

2.1 實(shí)驗(yàn)器材

所用實(shí)驗(yàn)器材為：家用水表、導(dǎo)線(xiàn)、光電傳感器、帶倍率頻率計(jì)、熱熔膠、雙面膠、萬(wàn)用表、鉗子、剪刀、扳子、固定支座、抽水管2根、電鉆、360 Ω小電阻、螺絲刀等。

2.2 組裝方法

（1）拆解水表

拆開(kāi)家用水表，取出內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（2）自制齒輪

用制圖軟件繪出齒輪形狀打印在全黑的X光片上，沿線(xiàn)剪成如圖2所示齒輪，套在渦輪軸上，長(zhǎng)短和高度應(yīng)不影響光電對(duì)管正常工作。

圖2 水表流量計(jì)的齒輪形狀

（3）安裝光電傳感器

將光電傳感器的發(fā)射端和接收端取出，重新放置（如圖3所示）。

圖3 光電傳感器的安裝圖

（4）設(shè)置頻率計(jì)

先將帶倍率頻率計(jì)的控制值調(diào)為9999，a值設(shè)為100，b值設(shè)為1，再找出流量Q與所測(cè)頻率f間的關(guān)系，即可求出Q與f間的線(xiàn)性關(guān)系。將此線(xiàn)性關(guān)系輸入倍率計(jì)中，再重復(fù)以上操作對(duì)a/b的值進(jìn)行調(diào)整（a/b即為K），使顯示值與測(cè)量值非常接近，即可用此倍率計(jì)直接讀取流量值。為了提高精度，擴(kuò)大測(cè)量范圍，將實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的部分，分別用于小流量和大流量測(cè)量。用于小流量測(cè)量的部分，齒輪有12片葉片，這樣即使在流量小到不能使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)1周時(shí)仍可測(cè)出流量值。用于大流量測(cè)量的部分，齒輪上只有2片葉片，這樣就避免了流量大時(shí)，由于葉片數(shù)量多，倍率計(jì)需處理的數(shù)據(jù)過(guò)多而導(dǎo)致計(jì)數(shù)“溢出”的問(wèn)題。

圖4 水表流量計(jì)的外觀(guān)圖

3 數(shù)據(jù)測(cè)量與分析

圖5是利用所測(cè)量的流量和頻率的數(shù)據(jù)得到的圖形。從圖中可以看出，流量Q和頻率f為線(xiàn)性關(guān)系。

圖5 頻率―流量關(guān)系圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所述的自制水表流量計(jì)具有測(cè)量精度高（尤其是對(duì)5 L/min以上流量的測(cè)量）、測(cè)量范圍廣、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

流水表流量計(jì)誤差來(lái)源包括：齒輪的形狀會(huì)影響轉(zhuǎn)速，進(jìn)而影響頻率，造成誤差的產(chǎn)生（因此在制作葉輪時(shí)一定要裁剪均勻，粘貼在中心，以防力矩不同，影響頻率）；測(cè)量小流量時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)所受動(dòng)力小，阻力大，頻率低，因而會(huì)造成頻率計(jì)接收信號(hào)弱，測(cè)量誤差大。

參考文獻(xiàn)

篇5

摘要：

試驗(yàn)研究了柴油機(jī)固態(tài)SCR系統(tǒng)（SSCR）銨鹽—氨基甲酸銨和碳酸銨，在系統(tǒng)噴射管路重結(jié)晶的對(duì)應(yīng)溫度。建立了SSCR噴射系統(tǒng)試驗(yàn)裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)管路溫度使氣體在固定位置產(chǎn)生結(jié)晶，使激光穿過(guò)結(jié)晶部位到達(dá)光敏電阻模塊，通過(guò)光敏電阻模塊輸出電壓的變化來(lái)測(cè)定銨鹽重結(jié)晶所對(duì)應(yīng)的溫度。結(jié)果表明，氨基甲酸銨的重結(jié)晶溫度高于碳酸銨，噴射壓力分別為220kPa、190kPa、160kPa、130kPa、100kPa、70kPa、40kPa時(shí)，氨基甲酸銨對(duì)應(yīng)的重結(jié)晶溫度為73.8℃、71.2℃、68.7℃、66.8℃、63.4℃、60.7℃、56.8℃；碳酸銨對(duì)應(yīng)的重結(jié)晶溫度為72.7℃、70.6℃、67.7℃、65.4℃、62.8℃、59.7℃、55.6℃。

關(guān)鍵詞：

固態(tài)SCR；銨鹽；重結(jié)晶；溫度

世界范圍內(nèi)排放法規(guī)的持續(xù)升級(jí)，對(duì)柴油機(jī)NOx排放要求愈加嚴(yán)苛，尤其在低排氣溫度下提高NOx的脫除效率成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[1][2][3]。尿素SCR受制于尿素水溶液的分解效率，在低排氣溫度下繼續(xù)提高NOx轉(zhuǎn)化效率的能力有限。固態(tài)SCR（SSCR）可以直接產(chǎn)生氣態(tài)氨，并且氨氣在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管路外部產(chǎn)生，可以不受排氣溫度的限制，且不對(duì)排氣溫度產(chǎn)生影響，按需噴入氨氣參與降低NOx的還原反應(yīng)[4][5][6]。目前SSCR噴射系統(tǒng)氨氣來(lái)源主要集中在碳酸銨、氨基甲酸銨等銨鹽以及氯化鍶氨等金屬絡(luò)合物[7][8][9]。碳酸銨、氨基甲酸銨氨含量較高，分解溫度較低，是我國(guó)產(chǎn)量充足的常用氮肥，價(jià)格便宜，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，作為SSCR的氨氣來(lái)源比較適合我國(guó)國(guó)情。但是碳酸銨和氨基甲酸銨受熱分解均為可逆反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在一定溫度下會(huì)重新結(jié)晶成固態(tài)粉末，如果結(jié)晶發(fā)生在噴射系統(tǒng)噴嘴、調(diào)壓閥、系統(tǒng)管路等處，會(huì)影響噴射量的精確控制甚至造成噴射系統(tǒng)失靈，必須對(duì)噴射系統(tǒng)各處采用一定的保溫措施，故此，需測(cè)定碳酸銨和氨基甲酸銨在不同噴射壓力下對(duì)應(yīng)的重結(jié)晶溫度。建立了SSCR噴射系統(tǒng)，可以在220kPa及以下壓力穩(wěn)定噴射氨氣。試驗(yàn)以30kPa為步長(zhǎng)，測(cè)定了40kPa至220kPa之間，碳酸銨和氨基甲酸銨的重結(jié)晶溫度，并探討了試驗(yàn)結(jié)果的合理性，為SSCR噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。

1試驗(yàn)裝置及方法

1.1試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置如圖1所示：閥；4.氣路玻璃管；5.水路玻璃管；6.激光光源；7.光敏電阻模塊；8.小循環(huán)溫度傳感器；9.閥后壓力傳感器；10.大循環(huán)溫度傳感器；11.噴嘴；12.小循環(huán)水泵、中冷器；13.大循環(huán)水泵；14.測(cè)控系統(tǒng)；15.控制終端。銨鹽加熱器中添加碳酸銨或者氨基甲酸銨，閥前壓力傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)調(diào)壓閥前的氣體壓力，調(diào)壓閥帶有水路加熱腔且與氣體隔離，負(fù)責(zé)將銨鹽加熱器輸出的氣體壓力降低并穩(wěn)定至試驗(yàn)壓力，輸出范圍為0kPa—250kPa。光敏電阻模塊接收光源發(fā)出的激光并輸出0—4.5V的電壓信號(hào)，當(dāng)光強(qiáng)發(fā)生改變時(shí)，輸出電壓會(huì)相應(yīng)變化。小循環(huán)溫度傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)小循環(huán)水路溫度。閥后壓力傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)調(diào)壓閥之后氣體壓力。大循環(huán)溫度傳感器監(jiān)測(cè)大循環(huán)水路溫度。噴嘴為尿素SCR噴嘴，帶水路加熱通道，噴嘴接受測(cè)控系統(tǒng)的噴射占空比信號(hào)。小循環(huán)水泵和中冷器負(fù)責(zé)小循環(huán)水的加熱和冷卻。大循環(huán)水泵負(fù)責(zé)加熱大循環(huán)水。小循環(huán)水路為結(jié)晶測(cè)試段。利用循環(huán)水對(duì)壓力傳感器保溫，以防止結(jié)晶產(chǎn)生。

1.2試驗(yàn)方法碳酸銨和氨基甲酸銨的熱分解為可逆反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)方程式分別如下：首先開(kāi)啟大循環(huán)和小循環(huán)水路，維持水溫95℃。其次，加熱銨鹽，溫度維持85℃，使銨鹽分解產(chǎn)生氣體。開(kāi)啟電控噴嘴，占空比為70%，頻率10Hz。光源發(fā)出的激光穿過(guò)氣路玻璃管和水路玻璃管到達(dá)光敏電阻模塊，未產(chǎn)生結(jié)晶時(shí)，光敏電阻模塊輸出電壓基本為定值。調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，使氣體壓力降低至目標(biāo)值并穩(wěn)定輸出。維持大循環(huán)水溫不變，停止對(duì)小循環(huán)水的加熱并開(kāi)啟小循環(huán)中冷器，降溫速率約為1.5℃/min。當(dāng)小循環(huán)水溫度逐漸降低至某一溫度時(shí)，氣體在氣路玻璃管4的內(nèi)壁產(chǎn)生結(jié)晶，此時(shí)對(duì)應(yīng)的小循環(huán)水溫即為此氣體壓力下對(duì)應(yīng)的結(jié)晶溫度。小循環(huán)溫度傳感器8，距離玻璃管段約為200mm，認(rèn)為與玻璃管壁溫度一致。結(jié)晶產(chǎn)生時(shí)，穿過(guò)玻璃管的光線(xiàn)強(qiáng)度會(huì)降低，此時(shí)光敏電阻模塊輸出電壓會(huì)增大。電壓開(kāi)始急劇升高所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻即為結(jié)晶產(chǎn)生時(shí)刻。試驗(yàn)壓力分別為：220kPa、190kPa、160kPa、130kPa、100kPa、70kPa、40kPa。每一試驗(yàn)工況點(diǎn)后，關(guān)閉銨鹽加熱器1及調(diào)壓閥3，升高小循環(huán)水溫至90℃并持續(xù)運(yùn)行直至結(jié)晶消失。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1碳酸銨重結(jié)晶試驗(yàn)圖2所示為碳酸銨在氣路玻璃管4內(nèi)壁的結(jié)晶。圖3為噴射壓力40kPa時(shí)，光敏電阻模塊輸出電壓隨時(shí)間的變化過(guò)程，壓力波動(dòng)為±2kPa。在玻璃管壁溫度連續(xù)下降過(guò)程中，前160s，光敏電阻模塊的輸出電壓基本為定值，約為0.35V。在160s—250s之間的某一時(shí)刻開(kāi)始，光敏電阻模塊的輸出電壓發(fā)生了急劇變化，從0.35V升高到0.66V?？梢源_定在這段時(shí)間內(nèi)，玻璃管內(nèi)壁有固體結(jié)晶產(chǎn)生，遮擋了光線(xiàn)的傳播，導(dǎo)致光敏電阻模塊接收到的光線(xiàn)強(qiáng)度發(fā)生急劇變化，并體現(xiàn)在輸出電壓的變化上。更進(jìn)一步，結(jié)晶的產(chǎn)生發(fā)生在160s—200s之間，如圖中箭頭標(biāo)示出的位置，光敏電阻模塊的輸出電壓脫離水平基線(xiàn)，急劇升高。當(dāng)光敏電阻模塊的輸出電壓到達(dá)0.66V之后，其值趨于緩和，變化沒(méi)有之前劇烈，說(shuō)明結(jié)晶已經(jīng)達(dá)到一定程度，對(duì)光敏電阻接收到的光線(xiàn)強(qiáng)度影響變小。對(duì)光敏電阻模塊的輸出電壓曲線(xiàn)求微分，也即曲線(xiàn)上兩點(diǎn)之間的斜率變化，如圖4所示。圖中所示在176s時(shí)，微分值發(fā)生突變，從‐0.00011降低到‐0.00131，從這點(diǎn)開(kāi)始，光敏電阻模塊輸出電壓曲線(xiàn)及其微分值先有一個(gè)微小的降低，然后開(kāi)始急劇升高，此刻認(rèn)為是結(jié)晶產(chǎn)生的始點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的溫度即為當(dāng)時(shí)壓力下，產(chǎn)生結(jié)晶的溫度。圖中對(duì)應(yīng)的壓力為41.6kPa，溫度為55.6℃。其余試驗(yàn)工況結(jié)晶點(diǎn)的判斷方法與上述一致。試驗(yàn)曲線(xiàn)變化規(guī)律類(lèi)似，只給出100kPa、160kPa、220kPa時(shí)的試驗(yàn)曲線(xiàn)。如圖5至圖7所示。其余這里不一一列出。表1列出碳酸銨在各試驗(yàn)壓力下重結(jié)晶對(duì)應(yīng)溫度?？梢?jiàn)隨壓力的提高，重結(jié)晶溫度相應(yīng)升高。

2.2氨基甲酸銨重結(jié)晶試驗(yàn)同碳酸銨重結(jié)晶試驗(yàn)方法步驟相同，圖8所示為氨基甲酸銨在玻璃管內(nèi)壁的重結(jié)晶。圖9至圖12給出氨基甲酸銨在40kPa、100kPa、160kPa、220kPa壓力下的重結(jié)晶試驗(yàn)曲線(xiàn)，其余壓力不在一一列出。

2.3試驗(yàn)結(jié)果分析通過(guò)以上試驗(yàn)，得到碳酸銨和氨基甲酸銨作為SSCR噴射系統(tǒng)氨氣來(lái)源時(shí)，對(duì)應(yīng)的重結(jié)晶溫度。試驗(yàn)中玻璃管采用軟管聯(lián)接，為避免水路中氣泡對(duì)光線(xiàn)的影響，每個(gè)試驗(yàn)壓力點(diǎn)之后，需要調(diào)整試驗(yàn)裝置管路以排除空氣，因此很難保證光源、水路玻璃管、氣路玻璃管、光敏電阻四者的相對(duì)位置在每個(gè)試驗(yàn)工況都完全一致。因此每個(gè)工況點(diǎn)光敏電阻模塊的輸出電壓起始值以及電壓升高速率不能完全一致，但是不影響對(duì)起始結(jié)晶溫度的判斷，所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)是可信的。圖13為碳酸銨和氨基甲酸銨熱解產(chǎn)生的氣體重結(jié)晶壓力和溫度曲線(xiàn)?？梢?jiàn)氨基甲酸銨的重結(jié)晶溫度高于碳酸銨，也即氨基甲酸銨需要比碳酸銨更高的溫度來(lái)維持其熱解產(chǎn)物以氣態(tài)形式存在。結(jié)合表1、表2、表3可知，噴射參數(shù)對(duì)重結(jié)晶溫度沒(méi)有影響。由碳酸銨和氨基甲酸銨重結(jié)晶試驗(yàn)曲線(xiàn)可知，結(jié)晶生成后，光敏電阻模塊的輸出電壓先急劇升高，到達(dá)一定數(shù)值后，升高速率趨緩但仍在持續(xù)升高，可見(jiàn)隨氣路玻璃管壁溫的持續(xù)降低，管路中仍在繼續(xù)生成結(jié)晶。隨噴射壓力的提高，需要防止結(jié)晶產(chǎn)生的溫度相應(yīng)提高。通過(guò)以上試驗(yàn)，求得了碳酸銨和氨基甲酸銨在實(shí)際SSCR噴射系統(tǒng)中，不同噴射壓力下對(duì)應(yīng)的重結(jié)晶溫度，為SSCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。

3結(jié)論

篇6

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)控延時(shí)開(kāi)關(guān) 元件 電路原理

一、元件選擇

MIC 用駐極體話(huà)筒，RG用一般光敏電阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四與非門(mén)電路TC4011，T用9014低頻管，放大倍數(shù)越大靈敏度越高，D用IN4148，D是7.5v的穩(wěn)壓管，C、C用電解電容、SCR可選用MCR100-6 1A的單向可控硅，電阻均為1/8w碳膜電阻，阻值按圖。D-D用IN4007，反向漏電必須小。電燈的功率不能超過(guò)60W。R為MIC1供電。VT做電壓放大，R是負(fù)反饋電阻。D、D做倍壓檢波，直流成分降在R和R上。R是光敏電阻，白天阻值小，將該直流成分短路，所以，有聲音也不會(huì)亮燈。VT、VT是直流開(kāi)關(guān)。晚間有聲音時(shí)，VT、VT導(dǎo)通，+12V通過(guò)VT、D向C快速充電，經(jīng)R，使BT開(kāi)通，LED點(diǎn)亮。C5是抗干擾用。C上的存電能維持供給BT一段時(shí)間，即燈亮的持續(xù)時(shí)間。

1.元器件安裝后，通220v電壓檢查元器件是否安裝正確；

2.檢查電子開(kāi)關(guān)是否正常。將萬(wàn)用表電壓擋測(cè)可控硅(MCR100-6)陰陽(yáng)極電壓，當(dāng)短接VT的e、c極，可控硅(MCR100-6)陽(yáng)極電壓下降為零，說(shuō)明電子開(kāi)關(guān)電路正常；

3.檢測(cè)MIC話(huà)筒兩端電壓約2~3V左右，說(shuō)明MIC話(huà)筒連接正確。再檢查R光敏電阻兩端電壓值，光照時(shí)電壓較低，不受光時(shí)電壓較高，說(shuō)光控電路工作正常；

4.整體測(cè)試。將光敏電阻用不透光的物體遮擋住，測(cè)量VT發(fā)射極對(duì)地電壓，當(dāng)發(fā)出響聲在話(huà)筒邊發(fā)出聲音時(shí)，測(cè)得的電壓就為5V以上，然后沒(méi)有聲音后又變?yōu)?。

二、電路的工作原理及原理圖

聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路原理圖如下所示，電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)vd ～vd，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟”，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉”。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元。

聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話(huà)筒接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)c耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門(mén)(vd)的2腳，r、r是vt偏置電阻，c是電源濾波電容。

為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πrc，改變r(jià)或c的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿(mǎn)足不同目的。vd和vd構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門(mén)vd、vd后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合；c充滿(mǎn)電后只向r放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門(mén)vd、vd輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。

二極管vd～vd將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)直流電，又經(jīng)r降壓，c濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。

這里介紹的節(jié)電開(kāi)關(guān)，在白天或光線(xiàn)較亮?xí)r，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，燈不亮，夜間或光線(xiàn)較暗時(shí)，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)附近時(shí)，腳步聲等把節(jié)電開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，燈亮，延時(shí)40~50秒后節(jié)電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉、燈滅。

下圖為聲控照明節(jié)電開(kāi)關(guān)電路原理圖。

電路原理：話(huà)筒MIC1和VT、R~R、C組成聲音拾取放大電路。為了獲得較高的靈敏度，VT 的β值選用大于100。話(huà)筒MIC也選用靈敏度高的。R不宜過(guò)小，否則電路容易產(chǎn)生間歇振蕩，C、D和D、C構(gòu)成倍壓整流電路。把聲音信號(hào)變成直流控制電壓。R、R和光敏電阻R組成光控電路。有光照射在R上時(shí)，阻值變小，對(duì)直流控制電壓衰減很大。VT、VT和R、D組成的電子開(kāi)關(guān)截止，C 內(nèi)無(wú)電荷，單向可控硅MCR截止，燈泡不亮。在MCR截止時(shí)，直流高壓經(jīng)R、R、D降壓后加到C、CW（穩(wěn)壓管）上端。C為濾波電容，CW為穩(wěn)壓值12~15V的穩(wěn)壓二極管，保證C上電壓不超過(guò)15V直流電壓。當(dāng)無(wú)光照射R 時(shí)，R 阻值很大，對(duì)直流控制電壓衰減很小，VT、VT等組成的電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，D 也導(dǎo)通，使C充電。R、C和單向可控制MCR、D~D 組成延時(shí)與交流開(kāi)關(guān)。C通過(guò)R 把直流觸發(fā)電壓加到MCR控制端，MCR導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。燈泡發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)短由C、R 的參數(shù)決定，按圖中所給出的元器件數(shù)值（R為22K），發(fā)光30秒左右后，MCR截止，燈熄滅。C為抗干擾電容，用于消除燈泡發(fā)光抖動(dòng)現(xiàn)象。

三、調(diào)試

用交流220V作為電源。經(jīng)過(guò)D―D整流成直流，此直流電一方面提供給電燈使用。另一方面經(jīng)過(guò)R、R分壓D C穩(wěn)壓得到6.2V直流工作電源。R、MIC構(gòu)成聲音輸入電路，經(jīng)過(guò)C耦合送到Q進(jìn)行放大。R、R、Q構(gòu)成普通的音頻放大電路。放大后經(jīng)過(guò)C輸出。D、D、C構(gòu)成倍壓整流將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成直流電。光敏電阻在光亮的環(huán)境下電阻值很小相當(dāng)于短路，在黑暗的環(huán)境下電阻值很大，相當(dāng)于開(kāi)路。因此在光亮?xí)r阻止聲音信號(hào)繼續(xù)往后送。R、R、R、Q、Q構(gòu)成直流放大電路。D、D、C、R、KG構(gòu)成延時(shí)控制電路。

1.如果您購(gòu)買(mǎi)的是散件，那么您可以一邊組裝一邊測(cè)量，也可以全部組裝后再一次性測(cè)量。不過(guò)一邊組裝一邊測(cè)量可得到更多樂(lè)趣。

2.由于本電路使用220V交流，因此在組裝時(shí)必須注意安全。當(dāng)然為安全起見(jiàn)在調(diào)試時(shí)您可用6V直流電源代替。電燈改用6V的電珠。待全部調(diào)試完畢，再用220V供電。具體做法是將直流電的+6V接到E處，短接R、R，接地線(xiàn)與本電路的地相連，如果沒(méi)有6V的電源，接5V也是可以的，只是數(shù)據(jù)與下面所說(shuō)的有所不同。

3.接好6V電源，焊接好MIC、R，給點(diǎn)掌聲則在A(yíng)處用示波器可以觀(guān)察到2mV左右的電壓波動(dòng)。

4.焊接好C、R、Q、R，此時(shí)在B用萬(wàn)用表可測(cè)量得到3V左右的電壓。給點(diǎn)掌聲，用萬(wàn)用表即可觀(guān)察到指針偏轉(zhuǎn)。掌聲越響，偏轉(zhuǎn)較大。

5.焊接好R、R、R、Q、GMDZ ，用手蓋住光敏電阻，用萬(wàn)用表可觀(guān)察到C處電壓變低。

這樣制作出的聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)，在白天光照好的時(shí)候，不管過(guò)路者發(fā)出多大聲音，都不會(huì)是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測(cè)到有碎發(fā)聲響，就會(huì)自動(dòng)亮為行人照明，過(guò)數(shù)十秒后自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。

參考文獻(xiàn)：

［1］鄧木生.電子技能訓(xùn)練.機(jī)械工業(yè)出版社.

篇7

一、研究方法

首先筆者通過(guò)查閱相關(guān)資料、新聞報(bào)道，收集和整理了普通門(mén)鎖現(xiàn)存的問(wèn)題及危險(xiǎn)因素；其次，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)分析，找出解決這些問(wèn)題的科學(xué)理論方法；再次，理論結(jié)合實(shí)際，借助現(xiàn)代化技術(shù)手段（傳感器）實(shí)現(xiàn)這些功能；最后，制作出帶有防盜報(bào)警、遺忘提醒等多功能的產(chǎn)品模型，并進(jìn)入試用。研究方法流程（如圖1）。

筆者經(jīng)過(guò)查詢(xún)資料得可知，目前普通門(mén)鎖還欠缺的部分有：①如果有人在門(mén)外長(zhǎng)時(shí)間站立，準(zhǔn)備撬門(mén)而入，普通門(mén)鎖無(wú)法報(bào)警；②鑰匙經(jīng)常遺忘在門(mén)上，使偷盜者有可乘之機(jī)；③晚上開(kāi)門(mén)時(shí)，沒(méi)有光源，無(wú)法確定鎖孔位置。

二、功能分析

通過(guò)上述分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，這些問(wèn)題都是較為普遍存在的，也是需要著手解決的。因此，筆者特地請(qǐng)教了指導(dǎo)老師，咨詢(xún)了工程技術(shù)人員，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行逐一分析和解決，提出了本項(xiàng)目的基本思路和方案：

1.利用超聲波測(cè)距收發(fā)一體模塊，探測(cè)門(mén)鎖周邊（門(mén)外）、近距離（距離已在制作時(shí)設(shè)定）是否有人。

2.門(mén)外有人，系統(tǒng)記錄其停留時(shí)間，若超過(guò)設(shè)定值（時(shí)間已在制作時(shí)設(shè)定），打開(kāi)門(mén)鎖周邊的LED燈和蜂鳴器，啟動(dòng)報(bào)警。

3.通過(guò)壓控開(kāi)關(guān)，探知鑰匙是否插入，超過(guò)設(shè)定時(shí)間（門(mén)外無(wú)人時(shí)），打開(kāi)門(mén)鎖周邊的LED燈和蜂鳴器，啟動(dòng)防遺忘報(bào)警，從而提醒使用者。

4.利用光敏電阻感知光亮程度，當(dāng)門(mén)鎖周邊環(huán)境較暗時(shí)，打開(kāi)門(mén)鎖周邊的LED燈，啟動(dòng)照明。

三、科學(xué)原理

1.照明模塊

打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)系統(tǒng)。超聲測(cè)距裝置探測(cè)近距離（已設(shè)定超聲測(cè)定距離20cm）是否有人，若有人，光感電路啟動(dòng)，并自動(dòng)判斷周?chē)庹粘潭?，啟?dòng)照明模塊工作，鎖孔周?chē)腖ED燈照亮，從而方便使用者將鑰匙插入鎖孔（如圖2）。

2.防盜提醒模塊

打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)系統(tǒng)。超聲測(cè)距裝置探測(cè)近距離（已設(shè)定超聲測(cè)定距離20cm）是否有人，若有人，并停留了一定時(shí)間（已設(shè)定6秒），此時(shí)，若還未打開(kāi)門(mén)鎖或離開(kāi)（移出測(cè)定距離），報(bào)警程序立即啟動(dòng)，開(kāi)始發(fā)出響聲，從而起到報(bào)警提醒和防盜的作用（如圖3）。

3.鑰匙防遺忘模塊

打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)系統(tǒng)。鑰匙插入鎖孔，壓控開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，同時(shí)超聲測(cè)距裝置探測(cè)近距離（已設(shè)定超聲測(cè)定距離20cm）是否有人，若長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人（已設(shè)定6秒），鑰匙防遺忘程序立即啟動(dòng)，開(kāi)始發(fā)出報(bào)警聲，提醒使用者及時(shí)拔走鑰匙，以防遺忘（如圖4）。

四、制作圖紙

如圖5所示，感應(yīng)式多功能防盜門(mén)鎖，包括門(mén)鎖主體10、電源20、電路板30、鑰匙孔裝置40、光敏電阻50及蜂鳴器60，所述門(mén)鎖主體10正面上設(shè)有一個(gè)拉手101，反面的電源20、光敏電阻50及蜂鳴器60通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和電路板30相連接，門(mén)鎖主體10反面的電源20、鑰匙孔裝置40及蜂鳴器60之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連接，光敏電阻50位于光敏孔501內(nèi)，鑰匙孔裝置40上設(shè)置有一個(gè)壓控開(kāi)關(guān)401，鑰匙孔裝置40反面的鑰匙孔402四周分布有四顆LED照明燈502，光敏電阻50與四顆LED照明燈502之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連接；門(mén)鎖主體10正面設(shè)有超聲波測(cè)距孔602，蜂鳴器60位于蜂鳴孔601內(nèi)，超聲波測(cè)距孔602內(nèi)的超聲波測(cè)距裝置與蜂鳴器60之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連接。

五、制作過(guò)程

1.主要工具

萬(wàn)用表、電烙鐵、工具鉗、稈錐、膠槍、鋸子等。

2.制作材料

木材、超聲測(cè)距裝置、電池、光敏電阻、蜂鳴器、LED燈、壓控開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)、門(mén)鎖、門(mén)把手等。

3.作品結(jié)構(gòu)

由門(mén)鎖主體、電源、超聲波測(cè)距裝置、集成電路板、壓控開(kāi)關(guān)、光敏電阻及蜂鳴器等部分組成。所有裝置均設(shè)置在門(mén)體的背面，其中在門(mén)體上設(shè)置有多個(gè)孔，以便光敏電阻探測(cè)光亮程度，蜂鳴器向外傳播以及超聲波測(cè)距裝置探測(cè)近距離是否有人等。

4.制作流程

（1）根據(jù)作品的要求，對(duì)木材進(jìn)行適當(dāng)裁剪，拼接成一個(gè)簡(jiǎn)單的房屋形狀，并設(shè)計(jì)一個(gè)大小合適的門(mén)。

（2）在門(mén)上按作品要求分別挖出門(mén)鎖孔、照明孔、光敏電阻孔和發(fā)聲孔等，同時(shí)安裝一個(gè)門(mén)把手。

（3）在電腦上將設(shè)置好的距離及時(shí)間數(shù)據(jù)通過(guò)軟件寫(xiě)入芯片中，同時(shí)根據(jù)作品工作流程編制程序，同樣寫(xiě)入芯片中。

（4）在門(mén)的反面上半部分安裝超聲測(cè)距裝置、電池、光敏電阻、LED燈、蜂鳴器等，并用導(dǎo)線(xiàn)連接。

（5）在門(mén)的反面下半部分安裝電路板、電池，同時(shí)將門(mén)鎖安裝在鑰匙孔內(nèi)，并在門(mén)鎖的底部安裝壓控開(kāi)關(guān)，用導(dǎo)線(xiàn)按照電路圖連接它們。

（6）效果測(cè)試：開(kāi)機(jī)測(cè)試，確保所有系統(tǒng)均能正常工作后，使用電烙鐵將線(xiàn)路接頭焊好，并封裝成品。

六、制作成品

1.作品圖片

2.使用說(shuō)明

（1）主要功能：

感應(yīng)式多功能防盜門(mén)鎖，它具有如下作用：

①開(kāi)鎖時(shí)輔助照明。

②非正常開(kāi)鎖嫌疑時(shí)，發(fā)聲報(bào)警，從而防盜。

③鑰匙插入鎖孔時(shí)，發(fā)出音樂(lè)聲，提醒使用者，防止鑰匙遺忘。

（2）參數(shù)設(shè)置：

門(mén)鎖安裝前要進(jìn)行一系列設(shè)置后才能投入正常運(yùn)行。

①報(bào)警時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)置由單片機(jī)控制完成，已設(shè)定時(shí)間為6秒。

②測(cè)定距離設(shè)置由HC-SR04超聲測(cè)距模塊完成，已設(shè)定時(shí)間為20cm。

③光照程度設(shè)置外部條件，可通過(guò)改變光敏電阻完成。

3.使用簡(jiǎn)介

（1）當(dāng)有物體（人）接近本裝置時(shí)，光感電路啟動(dòng)，若環(huán)境較暗時(shí)，LED燈照亮，反之LED燈不打開(kāi)。

（2）若該物體（人）停留一定時(shí)間后，還未打開(kāi)門(mén)鎖或離開(kāi)（移出測(cè)定距離），蜂鳴器發(fā)出響聲。

（3）將鑰匙插入鎖孔后，若該物體（人）一定時(shí)間不在近距離范圍內(nèi)，蜂鳴器發(fā)出響聲，使用者應(yīng)及時(shí)拔走鑰匙。

4.注意事項(xiàng)

（1）定期更換電池，保證系統(tǒng)能夠正常工作。

（2）故障及相應(yīng)處理方法：

①系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)檢查電池是否需要更換；②無(wú)法照明時(shí)，應(yīng)檢查L(zhǎng)ED燈是否損壞；③異常情況時(shí)無(wú)響聲，應(yīng)檢查蜂鳴器是否損壞。

七、總結(jié)討論

1.先進(jìn)性討論

（1）超聲波測(cè)距，通過(guò)超聲波探測(cè)周?chē)稍O(shè)定感知距離）是否有人，并通過(guò)時(shí)間來(lái)確定是否啟動(dòng)報(bào)警。

（2）光敏電阻，通過(guò)感光度來(lái)確定是否打開(kāi)照明裝置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)亮照明等。

（3）壓控開(kāi)關(guān)，使得鑰匙長(zhǎng)時(shí)間停留在鎖孔內(nèi)時(shí)，報(bào)警并提醒使用者取走鑰匙。

（4）電路板的編程，均可通過(guò)電腦提前設(shè)置和更新，包括光敏電阻的感光度、超聲測(cè)距距離及報(bào)警時(shí)間等。

（5）通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)集成，有效地將超聲波測(cè)距、光敏電阻、壓控開(kāi)關(guān)等結(jié)合在一起，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

2.創(chuàng)新性討論

（1）經(jīng)查新，關(guān)于普通防盜門(mén)鎖的報(bào)道和作品已有，但未見(jiàn)與本項(xiàng)目相同的方案和思路。

（2）本作品在制作后已及時(shí)申請(qǐng)了中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)利，并取得授權(quán)，授權(quán)公告號(hào)為：CN203285164U，授權(quán)日期：2013年11月13日。

3.進(jìn)一步改進(jìn)

（1）遠(yuǎn)程報(bào)警：增加無(wú)線(xiàn)通訊功能，使報(bào)警裝置與移動(dòng)終端（戶(hù)主手機(jī)和公安報(bào)警處）連接，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報(bào)警。

（2）視頻記錄：增加攝像頭裝置，一旦遇到強(qiáng)制破壞門(mén)鎖的盜竊行為，可將事件發(fā)生過(guò)程直接記錄下來(lái)，為公安部門(mén)提供破案線(xiàn)索。

（3）記憶功能：增加一個(gè)記憶功能，若插入的不是匹配的鑰匙，則也可啟動(dòng)報(bào)警，確保了“技巧”開(kāi)鎖的情況出現(xiàn)。

（4）最后，還希望在確保現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，降低制作成本，使應(yīng)用范圍更廣，推廣起來(lái)更加容易。

八、反思

篇8

關(guān)鍵詞： 電器；電子元器件；檢測(cè)方法

1 電器電子元器件的特征

電子元器件是元件和器件的總稱(chēng)。電子元件指在工廠(chǎng)生產(chǎn)加工時(shí)不改變分子成分的成品。如電阻器、電容器、電感器。因?yàn)樗旧聿划a(chǎn)生電子，它對(duì)電壓、電流無(wú)控制和變換作用，所以也稱(chēng)無(wú)源電器。電子器件是指在工廠(chǎng)生產(chǎn)加工時(shí)改變分子成分的成品。如晶體管、電子管、集成電路。因?yàn)樗旧砟墚a(chǎn)生電子，它對(duì)電壓、電流有控制和變換作用，所以也稱(chēng)有源電器。而電子元器件的損壞，一般很難憑眼睛觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，一般都必須借助檢測(cè)儀器才能判斷發(fā)現(xiàn)，（除明顯的損壞，燒壞外）這就給檢測(cè)人員提出了更高的要求，檢測(cè)人員必須對(duì)各種元器件的特性及特點(diǎn)有一定的認(rèn)識(shí)和了解，在檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)于電路故障的檢測(cè)必須提高檢測(cè)的效率，防止各種損壞。

2 電器電子元器件的主要故障

電器電子元器件在使用過(guò)程中自然損耗最常見(jiàn)的有接點(diǎn)開(kāi)路，例如器件間接觸不良、線(xiàn)路中的導(dǎo)線(xiàn)折斷，插撥端口斷開(kāi)等等，一般我們把電子元器件的故障歸結(jié)為軟件故障，電子元器件損壞和電路接點(diǎn)開(kāi)路三種故障。其中，電器設(shè)備中最多的元件是電阻，常見(jiàn)的電阻類(lèi)型有金屬膜電阻、保險(xiǎn)電阻、碳膜電阻、線(xiàn)繞電阻等，但其并非是損壞率最高的部件，電阻值其變大或變小的情況非常少見(jiàn)，最常見(jiàn)的損壞是開(kāi)路。在家用電器中用量大且故障率高的設(shè)備有電解電容，電解電容主要出現(xiàn)的故障有：① 漏電（包括嚴(yán)重漏電和輕微漏電）；② 電容容量變小或完全失去容量。另外損壞頻率較高的還有集成電路板，集成電路板是電器的母板，功能強(qiáng)大，內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，任何一點(diǎn)細(xì)微的損壞都能導(dǎo)致電器無(wú)法正常使用，主要出現(xiàn)的故障有：① 開(kāi)路或PN結(jié)擊穿主要是二、三極管的損壞，其中以擊穿短路居多。② 散熱性不強(qiáng)，熱穩(wěn)定性差甚至導(dǎo)致徹底損壞，如徹底損壞，可將其更換，把壞的與正常同型號(hào)的電路用萬(wàn)用表對(duì)比去檢測(cè)引腳間正、反電阻的異常就能排查出其中個(gè)別引腳電阻間的異常。③ 用萬(wàn)用表R×1k測(cè)，PN各項(xiàng)測(cè)量值均正常，開(kāi)機(jī)后不能正常工作，只檢測(cè)出PN結(jié)的特性變差，而用R×1或R×10低量程檔測(cè)，PN結(jié)正向阻值就會(huì)發(fā)現(xiàn)比正常值大。④ 開(kāi)機(jī)時(shí)正常，但熱穩(wěn)定性明顯變差，工作一段時(shí)間后，發(fā)生軟擊穿。電源變壓器短路性故障的綜合檢測(cè)判別，將萬(wàn)用表置R×10或R×1檔（用R×10檔，不明顯時(shí)再用R×1檔）在路測(cè)二、三極管的反向電阻和PN結(jié)正，測(cè)量二、三極管可用指針萬(wàn)用表在路測(cè)量，較準(zhǔn)確的方法是能測(cè)量正常值（正向電阻不太大），正向值里反向電阻足夠大，這些二、三極管電阻大多在幾百、幾千歐，該測(cè)量值表明該P(yáng)N結(jié)正常，用萬(wàn)用表低阻值班檔在路測(cè)量時(shí)，可以基本忽略電阻對(duì)PN結(jié)電阻的影響，如還有值得懷疑的地方，即焊下后再測(cè)量。通常，線(xiàn)圈內(nèi)部匝間短路點(diǎn)越多，短路電流就越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴(yán)重。發(fā)熱嚴(yán)重和次級(jí)繞組輸出電壓失常是電源變壓器發(fā)生短路性故障的主要癥狀。

3 電器電子元器件的檢測(cè)方法

3.1 固定電阻器的檢測(cè)

想要測(cè)出實(shí)際的電阻值在一般情況下，可將萬(wàn)用表兩表筆（不分正負(fù)）分別與電阻的兩端引腳相接來(lái)測(cè)量，使用萬(wàn)用表檢測(cè)10pF以下的小電容，而萬(wàn)用表只能定性的檢查內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象和其是否有漏電現(xiàn)象。為了提高測(cè)量精度，家電應(yīng)該根據(jù)歐姆采用中間一段分度來(lái)計(jì)量，電阻標(biāo)值來(lái)選擇相適應(yīng)的量程。以及非線(xiàn)性的刻度關(guān)系，所測(cè)量值較為精細(xì)，在全指針20％～80％弧度內(nèi)選擇中段位置為佳。

3.2 水泥電阻的檢測(cè)

普通固定電阻測(cè)量可用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)，在測(cè)量過(guò)程中檢測(cè)方法及注意事項(xiàng)，水泥電阻也與其相同。

3.3 熔斷電阻器的檢測(cè)

熔斷電阻器，是一種具有電阻器和熔斷器雙重作用的特殊元件，具有電阻器和熔斷器的雙重功能，是用于電路過(guò)流的保護(hù)器件，若熔段電阻器中電流超過(guò)額定的倍數(shù)，負(fù)荷過(guò)重，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)面發(fā)黑或燒焦的現(xiàn)象，若其表面沒(méi)有任何熔燒的痕跡，則表明電阻中的電流沒(méi)有超過(guò)額定的電壓負(fù)荷或等于或稿大于電壓負(fù)荷的熔斷值，在其測(cè)量過(guò)程中可以通過(guò)觀(guān)察其阻值，在使用萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，若電阻器已損壞或失效，則測(cè)量值為無(wú)窮大。可將熔斷電阻器一端從電路上焊下，不宜再拿來(lái)使用的電阻器，一般在測(cè)量時(shí)與標(biāo)稱(chēng)值相差較大，檢測(cè)時(shí)還應(yīng)該注意，在世界上熔斷電阻檢測(cè)中也會(huì)存在少數(shù)被擊穿短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.4 電位器的檢測(cè)

選用萬(wàn)用表電阻檔的適當(dāng)量程，測(cè)量時(shí)，將兩表筆分別接在電位器兩個(gè)固定引腳焊片之間，若電位器已損壞或已開(kāi)路，則在測(cè)量電位器電阻時(shí)，所測(cè)得阻值會(huì)與標(biāo)稱(chēng)阻值相距較大，或?yàn)檩^標(biāo)稱(chēng)阻值大或直接為無(wú)窮大。若電位器只是存在接解不良的狀況，在測(cè)量阻值的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，表針會(huì)有跳動(dòng)現(xiàn)象。將兩表筆分別接電位器中心頭與兩個(gè)固定端中的任一端，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電位器手柄，使其從一個(gè)極端位置旋轉(zhuǎn)至另一個(gè)極端位置，而正常的電位器，萬(wàn)用表針指示的電阻值應(yīng)從標(biāo)稱(chēng)阻值（或0Ω）連續(xù)變化至0Ω（或標(biāo)稱(chēng)阻值）。

3.5 正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）的檢測(cè)

熱敏電阻的一種正溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻值隨著PTC熱敏電阻，正溫度系數(shù)熱敏電阻本體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的增加，溫度越高，電阻值越大。用萬(wàn)用表測(cè)兩引腳的實(shí)際阻值和標(biāo)稱(chēng)值，將兩值對(duì)比，二者相差在±2Ω內(nèi)即為正常，若相距大則表明其熱敏電阻性能不好或者存在損壞。除了常溫檢測(cè)還可以進(jìn)行加溫檢測(cè)，是在常溫檢測(cè)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過(guò)近或直接接觸熱敏電阻，若將其加熱后，各項(xiàng)阻值都無(wú)變化，則說(shuō)明其性能損壞或變劣，為防止將其長(zhǎng)期燙壞，不可再繼續(xù)使用。

3.6 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）的檢測(cè)

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）是以錳、鈷、鎳等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的，想要測(cè)試出RT的實(shí)際值，在選擇萬(wàn)用表測(cè)量NTC標(biāo)稱(chēng)值時(shí)應(yīng)該選擇合適的電阻檔，而所謂的RT是生產(chǎn)廠(chǎng)家在25℃衡溫下所測(cè)試出來(lái)的，所以在測(cè)試RT時(shí)，我們應(yīng)該盡量選擇與這個(gè)溫度相接近的溫度，這樣也保證其測(cè)量結(jié)果的精確可信度，為了不引起電流熱效應(yīng)的誤差，在測(cè)量功率的選擇上不要超過(guò)規(guī)定功率，但因NTC熱敏電阻對(duì)溫度很敏感，測(cè)試時(shí)，要注意與熱敏電阻體的接觸，不要用手去捏，否則人體的溫度容易對(duì)測(cè)試產(chǎn)生不利影響，從而影響其準(zhǔn)確度，估測(cè)溫度系數(shù)αt：要計(jì)算法時(shí)首先用溫度計(jì)測(cè)量出熱敏電阻RT表面的平均溫度T2，在T1溫度下測(cè)量出電阻值RT1，再用電烙鐵作用其中的熱源，靠近熱敏電阻RT，測(cè)出RT2。

3.7 壓敏電阻（氧化鋅避雷器）的檢測(cè)

選擇用萬(wàn)用表的R×1k擋測(cè)量，將兩表筆來(lái)測(cè)量?jī)梢_之間的正、反向絕緣電阻，如果測(cè)量出來(lái)的結(jié)果中電陰很小，說(shuō)明壓敏電阻已經(jīng)損壞，不能正常使用。如果測(cè)量結(jié)果均為無(wú)窮大，說(shuō)明其使用正常，否則，說(shuō)明漏電流大。

3.8 光敏電阻的檢測(cè)

生產(chǎn)商會(huì)根據(jù)光敏電阻的對(duì)于其光線(xiàn)的敏感波段使用適合的光源來(lái)檢測(cè)其敏感效果并且做出敏感性能的分類(lèi)。敏感度高的其電阻值比較小，敏感度低的電阻值比較大。將光敏電阻完全置入黑暗環(huán)境中（將光敏電阻裝入光通路組件，不通電即為完全黑暗），使用萬(wàn)用表測(cè)試光敏引腳輸出端，光敏電阻的暗電阻R值即可得到。在測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的指針基本保持不動(dòng)，且其阻值又接近無(wú)窮大，則說(shuō)明其電阻性能越好。如果光敏電阻已經(jīng)燒穿或損壞了，則此測(cè)量值會(huì)極小或接近于零。越好的光敏電阻，只要將光源對(duì)準(zhǔn)電阻的透光窗口，就能觀(guān)察到萬(wàn)用表指針大幅度擺動(dòng)。不能繼續(xù)使用的情況還包括光敏電阻內(nèi)部開(kāi)路損壞，則其測(cè)量值很大甚至無(wú)窮大。

參考文獻(xiàn)：

[1]范小娟，電器電阻的檢測(cè)方法[J].計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)，2011.12.

[2]王鋒，試論當(dāng)前家用電器檢測(cè)的局限性[J].科技傳播，2010.12.

[3]張英男，低壓電器檢測(cè)設(shè)備的選擇和測(cè)量不確定度[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011.4.

篇9

上個(gè)月，學(xué)校組織我們同學(xué)參加“第23屆北京市中小學(xué)生科技節(jié)”活動(dòng)，科技呂老師讓我積極參加這次活動(dòng)，爭(zhēng)取制作出一個(gè)新穎別致的作品。

從那天開(kāi)始，每天放學(xué)寫(xiě)完作業(yè)，我就開(kāi)始認(rèn)真思考到底制作一個(gè)什么樣的作品呢？忽然，一個(gè)我以前就有過(guò)的想法閃現(xiàn)在我的腦海里，那就是去年一個(gè)歹徒進(jìn)入我們學(xué)校想搞破壞，但是被學(xué)校老師發(fā)現(xiàn)并制服，還有報(bào)道說(shuō)一些小學(xué)和幼兒園也有歹徒進(jìn)入傷人。從那以后，我一直有一個(gè)想法，那就是能不能設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的報(bào)警裝置，當(dāng)校外人員進(jìn)入我們學(xué)校時(shí)，能夠發(fā)出報(bào)警聲提醒傳達(dá)室的值班人員呢？

對(duì)！我就制作這個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的模型，于是我上網(wǎng)查閱了很多資料，又向家長(zhǎng)虛心請(qǐng)教這方面的知識(shí)，并讓家長(zhǎng)帶我到電子元件商店購(gòu)買(mǎi)了所需的元件。

經(jīng)過(guò)思考和研究，我決定把這個(gè)報(bào)警裝置命名為《磁、光控校門(mén)識(shí)別器》。說(shuō)干就干，我找出一個(gè)我小時(shí)候的動(dòng)物玩具，這個(gè)玩具是一個(gè)光敏電阻控制的猴子，用手擋住光敏電阻然后手離開(kāi)，它就會(huì)發(fā)出叫聲，但是它的靈敏度很低。

于是我決定把光敏電阻換成一組靈敏度很高的發(fā)射和接收的光敏二極管，由于那個(gè)玩具的工作原理和我要求的正相反，經(jīng)過(guò)向老師和家長(zhǎng)請(qǐng)教，增加一個(gè)三極管作為反向器，把電路變成有人通過(guò)光敏二極管時(shí)就報(bào)警，同時(shí)在發(fā)聲電路上增加一個(gè)常閉干簧管，本校同學(xué)手持一片特制的識(shí)別磁卡通過(guò)光敏二極管時(shí)，由于磁卡會(huì)把常閉干簧管的觸點(diǎn)吸開(kāi)，那樣通過(guò)時(shí)就不會(huì)發(fā)出報(bào)警聲了，當(dāng)沒(méi)有識(shí)別卡的校外人員進(jìn)入我們校門(mén)時(shí)，一旦經(jīng)過(guò)光敏二極管時(shí)，傳達(dá)室的報(bào)警裝置就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。

篇10

熱點(diǎn)之一：節(jié)能

能源與社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)，從一定意義上說(shuō)，社會(huì)發(fā)展史就是一部能源開(kāi)發(fā)利用史，但隨著化石能源的急劇消耗，節(jié)約能源、開(kāi)發(fā)新能源是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。

例1：圖1甲為一個(gè)LED節(jié)能燈，它用高亮度白色發(fā)光二極管做光源。某?？萍蓟顒?dòng)組用以下方法來(lái)研究家用電燈和LED節(jié)能燈的發(fā)光效率：將額定功率均為15W的普通節(jié)能燈、白熾燈和LED節(jié)能燈依次接入同一照明電路，分別開(kāi)燈10分鐘，把溫度計(jì)的玻璃泡放在距離亮燈大約2厘米處，測(cè)出各自的溫度。然后把光敏電阻與電流表按圖1乙連成電路（該光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度成反比），再在暗室中將這三盞燈依次接入同一照明電路，并放在光敏電阻正上方30cm處的同一位置，讀出相應(yīng)的電流。

根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)記錄完成下述問(wèn)題：

（1）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多的是 燈，發(fā)光亮度最大的是 燈。

（2）從表中數(shù)據(jù)可看出， 燈附近的溫度越低 ，圖乙電路中電流表示數(shù)越 ，這說(shuō)明燈將電能轉(zhuǎn)化為光能越 。

（3）15W的LED節(jié)能燈的發(fā)光亮度大約與 W普通節(jié)能燈相當(dāng)。

解析：（1）相同條件下，溫度計(jì)示數(shù)越高，說(shuō)明燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能越多，讀表可知，白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多。

光敏電阻接收到的光照越強(qiáng)，電阻越小，圖1乙中電流越大。使用LED節(jié)能燈時(shí)，圖1乙中電流最大，說(shuō)明LED節(jié)能燈的發(fā)光亮度最大。

（2）燈附近的溫度越低，電流表示數(shù)越大，說(shuō)明這種燈將電能轉(zhuǎn)化為光能多、內(nèi)能少。

（3）圖1乙中，電源電壓U一定，電流I與光敏電阻阻值R成反比。又R與光照強(qiáng)度E成反比，可推出：I與E成正比。實(shí)驗(yàn)中接入LED節(jié)能燈時(shí)的I是接入普通節(jié)能燈的4倍，可推出同功率的LED節(jié)能燈的發(fā)光強(qiáng)度是普通節(jié)能燈的4倍。15W的LED節(jié)能燈的發(fā)光亮度大約與60W普通節(jié)能燈相當(dāng)。

熱點(diǎn)之二：低碳

隨著溫室效應(yīng)的不斷加劇，兩極冰川消融加速，海平面上升，沿海低洼地區(qū)受淹，極端干旱、颶風(fēng)洪災(zāi)頻頻襲擾，為保護(hù)人類(lèi)家園，為可持續(xù)發(fā)展，我們必須“低碳”生活。

例2：以“城市?讓生活更美好”為主題的上海世博會(huì)于2010年5月1日拉開(kāi)帷幕。

（1）中國(guó)館、主題館等屋頂和玻璃幕墻上都安裝了太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施，預(yù)計(jì)一年可發(fā)電500萬(wàn)度，試計(jì)算這些電能可供多少盞“220V1000W”的照明燈全年每天使用15小時(shí)？（一年按365天計(jì)）

（2）減少排放，是世博會(huì)“低碳”理念的基本要求。如圖1甲是測(cè)量空氣中一氧化碳含量變化的電路圖，氧化錫傳感器的電阻隨CO含量的變化而變化，觀(guān)察電壓表示數(shù)就能判斷CO含量是否超過(guò)要求。某氧化錫傳感器的技術(shù)資料顯示，其電阻的倒數(shù)（1/R）與CO含量的關(guān)系如圖2乙所示，則圖2甲中電壓表示數(shù)U與CO含量之間的關(guān)系符合圖3中的 。

解析：（1）一盞“220V1000W”的照明燈每天使用15h，一年消耗的電能為：W1=Pt=1kW×365×15h=5475kWh。W=5×106kWh總電能可供照明燈全年工作的盞數(shù)n= = =913（盞）。

（2）由圖2乙可知，傳感器電阻的倒數(shù)與一氧化碳含量成正比。當(dāng)空氣中一氧化碳含量增加時(shí)，傳感器的電阻減小，電路中的電流I= 增大，R0兩端的電壓U0=IR0隨之增大。但由于I與R不成反比關(guān)系，所以U0與CO含量之間并非正比關(guān)系。選④。

熱點(diǎn)之三：創(chuàng)新

創(chuàng)新是一個(gè)民族前進(jìn)的不竭動(dòng)力。創(chuàng)新并不是科學(xué)家的專(zhuān)利，對(duì)于初中生而言，更應(yīng)該培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，只要仔細(xì)觀(guān)察，生活中的方方面面都可以體現(xiàn)出創(chuàng)新。

例3：圖4所示的裝置很有創(chuàng)意――它將比較耗水的洗衣機(jī)和同樣耗水但不太講究水質(zhì)的馬桶連在一起：上部是洗衣機(jī)（有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)銘牌），下部是馬桶，中間設(shè)有貯水箱。洗衣機(jī)還設(shè)有加熱功能，洗滌前先將水加熱到適宜溫度，可以提高洗滌效果。

（1）沖一次馬桶需要5L水，若一次洗衣服用的總水量是50L，則可供馬桶沖幾次？

（2）求脫水時(shí)的正常工作電流。

（3）某次洗衣時(shí)，首次進(jìn)水量為15L，正常加熱15min水溫達(dá)到設(shè)定要求。

①求首次進(jìn)水的質(zhì)量；

②求加熱過(guò)程消耗的電能；

③若加熱時(shí)電能的84%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，求水升高的溫度。

解析：（1）10次。

（2）由脫水功率P脫=330W可求出脫水正常工作電流I脫= = =1.5A。