CN103646594A

CN103646594A - 斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪

Info

Publication number: CN103646594A
Application number: CN201310732124.4A
Authority: CN
Inventors: 丁洪良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-03-19

Abstract

斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，包括电阻分压电路、斯密特触发器和自动化控制终端组成，电阻分压电路由一个可调电阻R₂、光敏电阻R_L、热敏电阻R_T、干簧管R_B和控制开关k₀和k₁、k₂、k₃组成，其特征在于：所述的电阻分压电路与斯密特触发器并联后与自动化控制终端联接，改变电阻分压电路中的热敏电阻、光敏电阻和可调电阻的电阻值，给自动化控制终端输入不同的电压并通过响铃、灯具、蜂鸣器演示出传感器元件特性的教具。本发明，电路设计合理，控制简单，用具体的实验电路帮助学生进行课本相关知识点的理解，科学性强，过程生动有趣，可以大大激发学生的学习热情。

Description

斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪

技术领域

本发明涉及一种教学演示仪，特别是一种斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪。

背景技术

斯密特与非门又称斯密特触发器。该器件既可以像普通“与非”门那样工作，也可以结成斯密特触发器来使用。在数码显示电路中将用它作脉冲整形电路。斯密特触发器电路的工作条件有阈值电压VT+和VT-，当输入信号超过上限阈值VT+时，电路翻转，当输入电平回到VT+时，电路并不重新翻回，而必须在输入电平继续下降到低于VT+的另一个阈值VT-时，电路才能翻回到原来的初始状态。

斯密特触发器是高中物理学中一个重要的元器件，为了能够让学生在学习中，更加直观的理解斯密特触发器的原理，一般老师会根据实际情况制作一个或者两个相关教学用具来给大家做演示，但是一般的单一电路演示效果不是很明显，且成本较高，因为制作一个具有多种演示功能的斯密特触发器演示教具，对于老师的教课和学生的理解具有重要的意义。

发明内容

针对现有斯密特触发器演示教具中的不足，本发明的目的在于提供一种可以演示斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，是通过调整传感器元件来改变斯密特触发器的触发频率，使自动化控制终端通过数显电压表直接读出电压值，可以达到给学生演示传感器元件特性的直观效果。

本发明采用如下技术方案：斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，包括电阻分压电路、斯密特触发器和自动化控制终端组成，电阻分压电路由一个可调电阻R₂、光敏电阻R_L、热敏电阻R_T、干簧管R_B和控制开关k₀和k₁ 、k₂ 、k₃组成，自动化控制终端由数显电压表、响铃、灯具、蜂鸣器和控制开关k₁ 、k₂ 、k₃组成组成，其特征在于：所述的电阻分压电路与斯密特触发器并联后与自动化控制终端联接，改变电阻分压电路中的热敏电阻、光敏电阻和可调电阻的电阻值，给自动化控制终端输入不同的电压并通过响铃、灯具、蜂鸣器演示出传感器元件特性的教具。

所述的传感器元件特性演示：闭合k₁和k，即相当于用光敏电阻R_L替代了演示1中的R₂，此时A点电势完全只有光敏电阻R_L的值来决定，对光敏电阻R_L进行遮挡，会发现数字电压表2的示数在变化，遮挡得越多，数字电压表2的示数就越大，说明此时A点的电势是在增大， R_L的阻值随光照强度的减小而增大；闭合k₂和k，即相当于用热敏电阻R_T替代了演示1中的R₂，R₁可设定为不变，此时A点电势完全只有热敏电阻R_T的值来决定，用打火机火焰对热敏电阻R_T进行烘烤，会发现数字电压表2的示数在变化，烘烤的时间越长，R_T的温度越高，数字电压表2的示数就越大，此时A点的电势是在增大 R_T的阻值随温度的升高而增大；闭合k₃和k，即相当于用干簧管R_B替代了演示1中的R₂，此干簧管为常闭型，故未加磁场时，A点通过此开关接地，电势为零，Y点高电势，当有磁场靠近时，开关打开，A点电势升高，Y点电势降低，验证传感器元件特性。

本发明的有益效果是：该电路设计合理，控制简单，用具体的实验电路帮助学生进行课本相关知识点的理解，科学性强，过程生动有趣，可以大大激发学生的学习热情。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

由图1知，斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，包括电阻分压电路、斯密特触发器和自动化控制终端组成，电阻分压电路由一个可调电阻R₂、光敏电阻R_L、热敏电阻R_T、干簧管R_B和控制开关k₀和k₁ 、k₂ 、k₃组成，自动化控制终端由数显电压表、响铃、灯具、蜂鸣器和控制开关k₁ 、k₂ 、k₃组成，所述的电阻分压电路与斯密特触发器并联后与自动化控制终端联接，改变电阻分压电路中的热敏电阻、光敏电阻和可调电阻的电阻值，给自动化控制终端输入不同的电压并通过响铃、灯具、蜂鸣器演示出电阻分压的原理、传感器元件特性、非门电路特性、模数信号的转换、自动化控制、电路灵敏度的教具。

实施例1：

传感器元件特性演示：闭合k₁和k，即相当于用光敏电阻R_L替代了演示1中的R₂，R₁可设定为5KΩ，此时A点电势完全只有光敏电阻R_L的值来决定，用手对光敏电阻R_L进行遮挡，会发现数字电压表2的示数在变化，遮挡得越多，数字电压表2的示数就越大，说明此时A点的电势是在增大，原因是光敏电阻R_L的阻值在增大，此时可以向学生提问：该光敏电阻R_L有何特性？答：R_L的阻值随光照强度的减小而增大。然后作反方向演示；（2）先复原，闭合k₂和k，即相当于用热敏电阻R_T替代了演示1中的R₂，R₁可设定为1KΩ不变，此时A点电势完全只有热敏电阻R_T的值来决定，用打火机火焰对热敏电阻R_T进行烘烤，会发现数字电压表2的示数在变化，烘烤的时间越长，R_T的温度越高，数字电压表2的示数就越大，说明此时A点的电势是在增大，原因是热敏电阻R_T的阻值在增大，此时可以向学生提问：该热敏电阻R_T有何特性？答：R_T的阻值随温度的升高而增大。再作反方向演示。（3）先复原，闭合k₃和k，即相当于用干簧管R_B替代了演示1中的R₂，此干簧管为常闭型，故未加磁场时，A点通过此开关接地，电势为零，Y点高电势，当有磁场靠近时，开关打开，A点电势升高，Y点电势降低。

Claims

1.斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，包括电阻分压电路、斯密特触发器和自动化控制终端组成，电阻分压电路由一个可调电阻R₂、光敏电阻R_L、热敏电阻R_T、干簧管R_B和控制开关k₀和k₁ 、k₂ 、k₃组成，自动化控制终端由数显电压表、响铃、灯具、蜂鸣器和控制开关k₁ 、k₂ 、k₃组成组成，其特征在于：所述的电阻分压电路与斯密特触发器并联后与自动化控制终端联接，改变电阻分压电路中的热敏电阻、光敏电阻和可调电阻的电阻值，给自动化控制终端输入不同的电压并通过响铃、灯具、蜂鸣器演示出传感器元件特性的教具。

2.根据权利要求1所述的斯密特触发器传感器元件特性教学演示仪，其特征在于：所述的传感器元件特性演示：闭合k₁和k，即相当于用光敏电阻R_L替代了演示1中的R₂，此时A点电势完全只有光敏电阻R_L的值来决定，对光敏电阻R_L进行遮挡，会发现数字电压表2的示数在变化，遮挡得越多，数字电压表2的示数就越大，说明此时A点的电势是在增大， R_L的阻值随光照强度的减小而增大；闭合k₂和k，即相当于用热敏电阻R_T替代了演示1中的R₂，R₁可设定为不变，此时A点电势完全只有热敏电阻R_T的值来决定，用打火机火焰对热敏电阻R_T进行烘烤，会发现数字电压表2的示数在变化，烘烤的时间越长，R_T的温度越高，数字电压表2的示数就越大，此时A点的电势是在增大 R_T的阻值随温度的升高而增大；闭合k₃和k，即相当于用干簧管R_B替代了演示1中的R₂，此干簧管为常闭型，故未加磁场时，A点通过此开关接地，电势为零，Y点高电势，当有磁场靠近时，开关打开，A点电势升高，Y点电势降低，验证传感器元件特性。