光敏电阻范文

导语：如何才能写好一篇光敏电阻，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】光敏电阻 光照特性 伏安特性 光谱特性 延时特性

1 引言

随着电子信息技术迅猛发展，对电子元器件性能的要求也越来越高，尤其对光敏电阻制备的要求比较严格，因此，研究光敏电阻特性具有重要的意义。光敏电阻是利用半导体的内光电效应制成的一种器件，其结构较为简单，即在半导体材料两端镀上电极引线，并将它封装起来成为光敏电阻。为增加光敏电阻的灵敏度，通常把两电极做成梳状。光敏电阻没有极性之分，在使用时既可以用直流电压，同样也可以用交流电压。由于光敏电阻具有很好的稳定性、所测光强范围宽、体积小、灵敏度高、使用寿命长、价格便宜、无极性等特点，被广泛应用于通信、自动探测和光电控制等领域[1]。

2 光敏电阻的主要参数

2.1 光电流、亮电阻

在室温和有光照射的条件下，并加上一定的外加电压，此时流过光敏电阻的电流叫做光电流，稳定时测得的电阻为亮电阻，即所加的外加电压与流过光敏电阻的光电流之比。光电流可以通过用LED 光源供电电路来测得[2]。

2.2 暗电流、暗电阻

在无光照射和一定外加电压的条件下，流过光敏电阻的电流叫做暗电流。在室温并且全暗的条件下测量得到的稳定电阻值称为暗电阻。暗电阻随着光源关闭时间的增加而增加，因此规定在关闭电源30s后再来测量暗电阻的阻值[3]。

2.3 灵敏度

光敏电阻在没有受到光照射时的暗电阻的阻值与受到光照射时的亮电阻阻值的相对变化值称之为灵敏度。光敏电阻的暗阻和亮阻之间的比值大约为1500：1，暗电阻的阻值越大其特性越好。暗电阻越大，亮电阻越小，它们的相对变化值越大，即亮电流越大，暗电流越小，光敏电阻的灵敏度就越高[4]。

3 光敏电阻的特性

3.1 伏安特性

在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与此时流过光敏电阻电流的关系称之为伏安特性。在给定偏压条件下，光照强度越大，光电流也随之增大。

2010年5月，周磊等人[5]利用自制的透明玻璃管式炉控制温场，在恒定光照强度约为600lx的条件下，发现CdS光敏电阻在一定温度范围内的伏安特性对温度变化的敏感度并不高，此时仍有良好的线性特征。工作环境温度超过100度时，有较明显的影响。若光敏电阻的伏安特性曲线不在具有线性性质，造成这种现象的主要原因可能是由于载流子的热运动不断加剧，从而增加了与原子核的碰撞几率，缩短了载流子的平均自由程[6]。

2013年2月，李晓波[7]在虚拟仪器LABVIEW平台下，对伏安特性进行了虚拟实现，结果和理论相符合，即在一定光照强度下，光敏电阻伏安特性曲线有良好的线性性质。

2013年5月杨东等人[2]借助光电综合实验平台提供的硬件资源，把伏安特性的测量电路直接连接到光电综合实验平台，利用软件进行仿真，在计算机界面上得到光敏电阻的伏安特性曲线。由实验结果可知，光敏电阻在一定电压范围内，其曲线为斜率不同的直线，表明在不同光照下电阻的阻值不同，且随着电压的增大，光电流也越大，与理论相符合。

在大多数对光敏电阻特进行性研究的实验中，一般都是用的复色光，2015年8月，孙宝光，刘春兰[8]通过WGD-100小型光栅单色仪获得的单色光，选择一定波长的单色光对光敏电阻的伏安特性进行了研究，结果得到电流和电压有较好的线性关系，随着电压的增大，光电流和灵敏度随之增大，且没有出现饱和的现象。

3.2 光照特性

在一定的外加电压条件下，流过光敏电阻的的光电流和光通量之间的关系称之为光照特性。光敏电阻有多种类型，其光照特性不尽相同，大部分光照特性曲线均为非线性。故光敏电阻不适合用作定量检测元件，一般作为开关式光电传感器[9]应用在自动控制系统。在可见光的范围内，硫化镉（CdS）[10]是使用的较多的光敏电阻。2003年周红、杨卫红等[11]人利用实验测量了CdS光敏电阻的光照特性，通过测量在不同外加电压下，光电流随光照的变化得出如下结论：在外加电压一定时，光电流随光照强度的增大而增大，斜率呈逐渐减小的趋势，并不是理想的线性变化。在用虚拟仪器LABVIEW对光敏电阻的光照特性进行研究时[7]，也同样发现，在弱光照射时，光电流与光照强度呈线性关系，当强光照射时，它们变成非线性的关系。

3.3 光谱特性

光谱特性又叫做光谱灵敏度，在2000年舒秦等人[12]设计并制做了一套可用来测试光敏电阻特性的仪器来对光敏电阻的特性进行研究。由实验可知：不同材料光敏电阻有不同的光谱特性，即使是同一种材料的光敏电阻，当照射光的波长不同时，其灵敏度也不一样，其对应的波长也并不相同。如在光晶体中，cds用于敏感可见光；GaAs、Ge和Pb主要用于敏感红外光；ZnS主要用于敏感紫外光。在2010年，李雨峰等人[13]根据光敏电阻光谱特性测定的需要设计了实验，以五种不同波长滤光片产生的不同波长的光波做为实验变量，研究光敏电阻的相对灵敏度。结果发现随着光波波长的增加，光敏电阻的相对灵敏度先增加后减少，存在一个最灵敏点。

3.4 延时特性

当有脉冲光照射光敏电阻时，光电流并不是立即发生变化，而是要经过一段时间之后才能达到稳定。同样的，当停止光照后，光电流也要经过一段时间恢复为零，这种现象称为光敏电阻的延时特性。不同材料的光敏电阻有不同的延时特性，因此其频率特性也并不相同。硫化铅的频率特性比硫化铊高好，所以硫化铅的使用频率较高一些。大多数光敏电阻的时延都很大，我们可以通过增大光敏面来使其延迟降低，但是这些类型的器件不适宜用作快速响应的场合[4]。在2007时，范佳午等人[14]用半定量方法研究了光敏电阻的响应时间与照射光的照度和波长的关系，通过做的曲线图可以看出随着照度的减小，光敏电阻的响应时间增长。随着照度的越小，响应时间变化越急剧。近年，谢音等人[15]用设计的实验验证了光敏电阻的延时特性，并研究了光强对光敏电阻响应时间的影响。由实验可知：光强改变量和光强改变前的光照强度都会对光敏电阻的响应时间造成影响，光强初始值越大，其响应时间越短；光强改变量越大，响应时间同样也越短。

4 总结

本文对近几年关于光敏电阻特性的研究进行了总结，主要介绍了光敏电阻的伏安特性、光照特性、光谱特性和延时特性。光敏电阻作为广泛应用于通信、自动探测和光电控制等领域的光电转化元件，故对光敏电阻基础和特性的研究，可以为光敏电阻今后的发展起到一定的指导性作用。

（通讯作者：谢泉）

参考文献

[1]Hur S.G.，Kim E. T.' Lee J.H.，Kim G.H.，Yoon S.G Enhancement of Photosensitivity in CdS Thin Films Incorporated by Hydrogen[J]. Electrochemical and Solid-State Letters，2008，11（07）：H176.

[2]杨东，轩克辉，董雪峰.光敏电阻的特性及应用研究[J].山东轻工业学院学报，2013（05）：20-23.

[3]王彦华，刘希璐.光敏电阻器原理及检测方法[J].装备制造技术，2012（12）：101-102.

[4]张斌，李文启，易小月.光敏电阻的特性研究及应用[J].才智，2009（30）：68.

[5]周磊，高维璐，沈学浩.光敏电阻在一定光照条件下随温度变化的特性[J].实验室研究与探索，2010，29（05）：26-29.

[6]施敏.半导体器件物理与工艺[M].苏州： 苏州大学出版社，2002：47-55.

[7]李晓波.基于虚拟仪器 LABVIEW的光敏电阻特性研究[J].电子测试， 2013（24）：43-44.

[8]孙宝光，刘春兰.小光强单色光照射下的光敏电阻特性研究[J].大学物理实验，2015，28（04）：31-33.

[9]彭勇，鲍宏志，刘文立.光敏电阻特性测定及其在自动照明灯中的应用[J].大学物理实验，2002，（4）：26-27.

[10]秉时.光敏电阻的种类、原理及工作特性[J].红外，2003（11）：48.

[11]周红，杨卫群，沈学浩，等.光敏电阻基本特性测量实验的设计[J].物理实验， 2003，23（11）：9-11.

[12]舒秦，王瑞平，孙向红等.光敏电阻特性的研究[J].西安科技学院学报，2000，20（04）：377-379.

[13]李雨峰，郑杰.光敏电阻光谱特性测定实验及分析[J].科技展望，2015（11）：159.

[14]范佳午，杨军，张灿坤，等.光敏电阻响应时间的研究实验[J].物理实验， 2007，27（03）：46-48.

[15]谢音，赵泽龙，李伟，等.光敏电阻延时特性的验证及光强对其影响的探究[J].物理实验，2014，34（08）：5-8.

作者简介

刘栋（1990-），男，安徽省安庆市人。硕士学位。现为贵州大学硕士研究生。主要研究方向为光电子材料。

谢泉（1964-），男，贵州省贵阳市人。博士后、博士、教授、博士生导师。现为贵州大学新型光电子材料与技术研究所所长、贵州大学大数据与信息工程学院院长。

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一、广播电视覆盖工程建设的意义及现状

（一）广播电视覆盖工程建设的重要性

广播电视覆盖工程的工作重点在于县级及以下单位，这也是社会主义新农村建设的重要项目。随著社会的进步和人民生活水平的提高，人们对精神生活的质量需求更为看重。然而，据调查，我国人民广播电视工程覆盖水平与人们实际需求很不协调，尤其是农村地区，在县级及其以下单位，能够看到的电视节目和广播节目数量非常有限且质量不高，远远不能满足人们对广播电视信息的需求。广播电视是人们接受外界信息和文化的重要媒体，对于推进广播电视覆盖工程建设进程对提高人们精神文化水平和综合素质有重要的意义，也是提高人民生活水平的重要举措。

（二）广播电视覆盖工程工作不满足实际需求

在广播电视覆盖工程建设中，人们生活实际需求得不到满足是最大的问题。尤其是在工程覆盖范围方面，设备陈旧、机房老化等问题极大地损害了工程的质量。上述问题首先表现为，一些设备的功能受到损害，不能完全发挥其作用，从而使广播电视信号的传播效率减弱，缩减了信号的覆盖范围，降低了信号的质量，严重影响了人们的使用体验。其次，许多工程建设中都忽略了工程的保护措施，尤其是避雷措施。而事实是，接受和发射信号的设备遭受雷击的概率比其他设施大得多，所以忽略避雷措施是一项十分危险的错误。另外，在工程选址方面，常常出现选址错误的现象。许多工程选址以建设难易程度为首要因素，以致于偏远的建设难度较大的地区覆盖工程越来越少甚至没有，这就加重了地区之间的不平衡，且偏远地区的广播电视信号问题仍然得不到解决。

（三）广播电视覆盖工程的监督和验收被忽略

工程质量的决定因素有技术、管理和监督等，而监督是最容易被忽略的一个环节。一方面，在工程建设过程中，做好监督工作不但能大幅度减少工作人员的差错率，而且能及时发现工程建设中出现的问题并及时解决，避免产生更大的经济损失。另一方面，在工程使用过程中，做好监督工作能及时发现工程在使用中出现的问题并及时维修，避免出现更大的问题，影响人们的使用体验。由此可见，忽略监督工作是一件十分重大的问题。验收工作也算是监督工作的一部分，在工程建设全部完成后，要对整个无线覆盖工程进行性能检测，保证工程的质量符合要求。而实际验收工作中，出于节省时间的心理，验收人员经常是敷衍了事，当然，这其中也有缺少设备的原因。总之，不合格的验收工作使工程中原本存在的问题没能检查出来，给整个工程埋下了安全隐患。

二、保证广播电视覆盖工程建设质量的措施

（一）提高广播电视覆盖工程建设的技术水平

要保证广播电视覆盖工程的质量，首要问题就是提高工程建设的技术水平。我国幅员辽阔，各地区的地形、气候和人口密度各有不同，对工程的要求自然也不同。因此，在工程建设中，要根据当地实际情况选择最合理的工程方案和技术。比如在人口稀少且分散的地区不宜选用建设小型有限网络的方案，因为这种方案落实造价高，应用在人口稀疏的区域违背了经济性的原则。另外，在人口密度较大的地区，采用VHF断技术是一个比较好的方法，它可以根据用户需求任意增加或删减频道数目，而且其负载量加大，不会出现因为过载导致信号减弱或不稳定的现象。技术人员的技术水平对工程质量有决定性的影响，所以，要加强对技术人员的培训，引进先进技术，而且各团队之间要定期进行技术交流共同进步，培养出优秀的专业技术人才。另外，提高工程建设技术水平不仅能保证工程质量，而且也能解决工程选址问题。高技术的建设团队能克服山地、丘陵等多种复杂地形带来的困难，使无线覆盖工程能根据人们实际需求建设在相应的地区。

（二）加强对工程建设过程的监督和管理

工程建设中的监督和管理工作是工程质量的保证，要建立严格的管理和监督机制，在工程建设中，要落实奖惩制度，使工程的每一部分都有负责人员，每个工作人员都能对自己的工作成果负责，一旦工程的某一部分出现问题，就应对负责这一部分的工作人员做出相应的处罚措施；同样地，对于工作认真；无重大失误且一直表现较好的员工要给予相应的奖励，这样，工作人员的工作积极性就会被调动起来，就能大幅度减少工作失误，保证工作质量。另外，还应健全监督机制，成立专门的监督部门，严格监督工程建设过程，包括人力、财务、设备、原料、工程质量等等，全面监督整个工程。在工程验收方面，验收人员要持严谨的态度认真检查整个工程是否符合《无线覆盖工程质量控制要点》的要求，相关部门要给予充分的资金支持，购置先进的设备，保证验收工作的正常进行。

（三）做好广播电视覆盖工程的维护工作

广播电视覆盖工程是一项长时间使用的工程，随着时间的推移，工程出现问题是不可避免的。所以，做好工程检修维护工作是非常必要的。为此，相关部门应定期对广播电视覆盖工程进行检修，注意机房的湿度、设备的性能、配电系统、电气设备、信号接收系统、信号发射系统等，如果出现问题，便应及时修复，避免出现更严重的问题。另外，相关部门应设立一个专门的工程检修部门，在广播电视覆盖工程中设置实时监测系统，对设备的性能、机房环境、配电系统的灵敏度等进行实时检测，保证工程的正常进行。

三、结语

综上所述，广播电视覆盖工程对我国精神文明建设有重大意义，加强广播电视覆盖工程建设是非常有必要的。对于目前我国广播电视覆盖工程中出现的问题，可以通过提高工程技术、加强工程管理和监督、做好广播电视工程的维护工作等措施解决。总之，广播电视覆盖工程建设的质量要从技术和管理两方面入手，引进先进技术，并加强对广播电视覆盖工程的监督管理和维护，从而在最大程度上保证广播电视覆盖工程的工程质量。

[参考文献]

[1]钱晓琼，陆建华.无锡隧道广播电视覆盖工程的规划与实施[J].广播与电视技术，2012，（1）.

[2]谢立进.利用公安模拟350M直放站技术平台实现广播隧道覆盖[J].广播与电视技术，2010，（4）.

[责任编辑：梅芬芬]

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关键词：发光二极管；充放电；光敏电阻；涡流

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2013）11（S）-0063-1

妙用1 演示电容器的充放电

器材：3节1.5V小型电池，一只“100uF 16V”电容器，一只发光二极管及导线。

操作：充电操作——用3节干电池串联组成电源，电源正极接到电容器的正极。电源负极接到电容器的负极，接触一下即好。

放电操作：电容器的正负极触碰发光二极管的正负极。

现象：当电容器的正负极触碰到发光二极管的正负极时，二极管闪亮一下。

效果：二极管的闪光。给人鲜明的视觉效果，使人深信有电流通过发光二极管，闪亮一下后不亮了，说明回路没电了，电容器没电了。电容器能放电正是电源给电容器充的电。本实验趣味性强。操作方便。能把看不到的充放电通过发光二极管的光亮间接显示出来。

妙用2 演示光敏电阻的电阻随光强的增强而减小

器材：3节1.5V小型电池。一只光敏电阻，一只发光二极管及导线。

操作1：将电源，光敏电阻和发光二极管组成串联电路置于发光的日光灯下方。

现象1：二极管发光。

操作2：用手遮在光敏电阻上方，挡住光。

现象2：二极管不发光。

效果：光照强，二极管发光，说明光敏电阻阻值小：用手挡光后。二极管不发光。说明光敏电阻阻值变大了。本实验操作方便，能把看不到的阻值变化通过发光二极管的光亮间接显示出来。

妙用3 演示涡流的存在

器材：一台较小的电磁炉。一个匝数较多的串联接入一只发光二极管的闭合线圈。

操作：电磁炉通电，线圈平面从平行于电磁炉到垂直于电磁炉，再继续缓慢转到平行位置。

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关键词：水表；光电传感器；带倍率频率计；流量计

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

第三届北京市大学生物理实验竞赛题目二为“基于物理学原理，自行设计并制作一流量计，用于测量流量不超过10 L/min，不均匀流速的自来水流量”。所谓流量，是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量。当流体量以体积表示时称体积流量；当流体量以质量表示时称质量流量。流量计是用于流量测量的仪表，市场上用于流量测量的产品很多，如电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等，这些流量计都较为昂贵。本文所述的水表流量计具有成本低，测量精确，测量范围大等优点，作为参赛作品，在竞赛中获三等奖。

1 设计原理与方法

拆解一只普通机械式水表可知，水流冲击带动水表中的叶轮转动，叶轮转速和流经水表的液体流量有线性关系。叶轮带动机芯上的齿轮旋转，二者之间的转速比为固定值。因此机芯上齿轮的转速和流量存在线性关系。测量出机芯上齿轮的转速，就可以测出流量值。齿轮转速的测量通过光电传感器和带倍率频率计数器共同完成。

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成[1]。本装置中的光电传感器由一只发光管和一只光敏电阻组成，发光管置于齿轮之上，发出光信号，光敏电阻置于齿轮之下，接收光信号。发光管和光敏电阻的尺寸须小于齿轮相邻叶片之间的间隙，确保发光管发出的光能照射到光敏电阻上。光敏电阻又称光导管，是一种典型的光电导器件。所谓光电导效应是指材料（或器件）受到光辐射后，材料（或器件）的电导率发生变化[2]。光敏电阻常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等。这些材料具有在特定波长的光照射下阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

本装置中的光敏电阻在无光照射时电阻为150 kΩ，有光照射时电阻为5 kΩ。有光照时，回路中电阻小，电流大，触发带倍率频率计工作。假设齿轮有3片叶片，则齿轮旋转一周，光敏电阻接受3次光照。设定好的频率计自动将光敏电阻受3次光照的时间作为一个周期，计算出齿轮转动的频率。流量Q与频率f成线性关系，即Q=f×K，通过实验可测量出系数K。再对带倍率频率计进行设置，即可使频率计显示的数值为流量值。

电路的连接如图1所示。发光管“+”端和频率计的U0端相连，其间串联一个型号为5W360RJ的360 Ω的水泥电阻，用于限流，保护回路。U0接12 V的电源。发光管的“―”端和光敏电阻的一端都连接在频率计的公共端“COM”上。光敏电阻的另一端和频率计的计数端“CNT”相连。水泥电阻是将绕线电阻体放入方形瓷器框内，用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成，具有耐热、耐湿和耐腐蚀等特点。带倍率频率计型号为ZN48，它外形小巧，功能强大，具有计数、累计、延时、测频率、测转速等多种功能，并带有液晶显示屏。本装置利用它的测转速功能。

图1 水表流量计电路图

2 实验仪器与装置

2.1 实验器材

所用实验器材为：家用水表、导线、光电传感器、带倍率频率计、热熔胶、双面胶、万用表、钳子、剪刀、扳子、固定支座、抽水管2根、电钻、360 Ω小电阻、螺丝刀等。

2.2 组装方法

（1）拆解水表

拆开家用水表，取出内部结构。

（2）自制齿轮

用制图软件绘出齿轮形状打印在全黑的X光片上，沿线剪成如图2所示齿轮，套在涡轮轴上，长短和高度应不影响光电对管正常工作。

图2 水表流量计的齿轮形状

（3）安装光电传感器

将光电传感器的发射端和接收端取出，重新放置（如图3所示）。

图3 光电传感器的安装图

（4）设置频率计

先将带倍率频率计的控制值调为9999，a值设为100，b值设为1，再找出流量Q与所测频率f间的关系，即可求出Q与f间的线性关系。将此线性关系输入倍率计中，再重复以上操作对a/b的值进行调整（a/b即为K），使显示值与测量值非常接近，即可用此倍率计直接读取流量值。为了提高精度，扩大测量范围，将实验装置设计成两个独立的部分，分别用于小流量和大流量测量。用于小流量测量的部分，齿轮有12片叶片，这样即使在流量小到不能使齿轮转动1周时仍可测出流量值。用于大流量测量的部分，齿轮上只有2片叶片，这样就避免了流量大时，由于叶片数量多，倍率计需处理的数据过多而导致计数“溢出”的问题。

图4 水表流量计的外观图

3 数据测量与分析

图5是利用所测量的流量和频率的数据得到的图形。从图中可以看出，流量Q和频率f为线性关系。

图5 频率―流量关系图

4 结束语

本文所述的自制水表流量计具有测量精度高（尤其是对5 L/min以上流量的测量）、测量范围广、使用寿命长等优点。

流水表流量计误差来源包括：齿轮的形状会影响转速，进而影响频率，造成误差的产生（因此在制作叶轮时一定要裁剪均匀，粘贴在中心，以防力矩不同，影响频率）；测量小流量时，叶轮转动所受动力小，阻力大，频率低，因而会造成频率计接收信号弱，测量误差大。

参考文献

篇5

摘要：

试验研究了柴油机固态SCR系统（SSCR）铵盐—氨基甲酸铵和碳酸铵，在系统喷射管路重结晶的对应温度。建立了SSCR喷射系统试验装置，通过调节系统管路温度使气体在固定位置产生结晶，使激光穿过结晶部位到达光敏电阻模块，通过光敏电阻模块输出电压的变化来测定铵盐重结晶所对应的温度。结果表明，氨基甲酸铵的重结晶温度高于碳酸铵，喷射压力分别为220kPa、190kPa、160kPa、130kPa、100kPa、70kPa、40kPa时，氨基甲酸铵对应的重结晶温度为73.8℃、71.2℃、68.7℃、66.8℃、63.4℃、60.7℃、56.8℃；碳酸铵对应的重结晶温度为72.7℃、70.6℃、67.7℃、65.4℃、62.8℃、59.7℃、55.6℃。

关键词：

固态SCR；铵盐；重结晶；温度

世界范围内排放法规的持续升级，对柴油机NOx排放要求愈加严苛，尤其在低排气温度下提高NOx的脱除效率成为当前研究的热点[1][2][3]。尿素SCR受制于尿素水溶液的分解效率，在低排气温度下继续提高NOx转化效率的能力有限。固态SCR（SSCR）可以直接产生气态氨，并且氨气在发动机排气管路外部产生，可以不受排气温度的限制，且不对排气温度产生影响，按需喷入氨气参与降低NOx的还原反应[4][5][6]。目前SSCR喷射系统氨气来源主要集中在碳酸铵、氨基甲酸铵等铵盐以及氯化锶氨等金属络合物[7][8][9]。碳酸铵、氨基甲酸铵氨含量较高，分解温度较低，是我国产量充足的常用氮肥，价格便宜，工业基础雄厚，作为SSCR的氨气来源比较适合我国国情。但是碳酸铵和氨基甲酸铵受热分解均为可逆反应，产生的气体在一定温度下会重新结晶成固态粉末，如果结晶发生在喷射系统喷嘴、调压阀、系统管路等处，会影响喷射量的精确控制甚至造成喷射系统失灵，必须对喷射系统各处采用一定的保温措施，故此，需测定碳酸铵和氨基甲酸铵在不同喷射压力下对应的重结晶温度。建立了SSCR喷射系统，可以在220kPa及以下压力稳定喷射氨气。试验以30kPa为步长，测定了40kPa至220kPa之间，碳酸铵和氨基甲酸铵的重结晶温度，并探讨了试验结果的合理性，为SSCR喷射系统的设计优化提供了数据支持。

1试验装置及方法

1.1试验装置试验装置如图1所示：阀；4.气路玻璃管；5.水路玻璃管；6.激光光源；7.光敏电阻模块；8.小循环温度传感器；9.阀后压力传感器；10.大循环温度传感器；11.喷嘴；12.小循环水泵、中冷器；13.大循环水泵；14.测控系统；15.控制终端。铵盐加热器中添加碳酸铵或者氨基甲酸铵，阀前压力传感器用来监测调压阀前的气体压力，调压阀带有水路加热腔且与气体隔离，负责将铵盐加热器输出的气体压力降低并稳定至试验压力，输出范围为0kPa—250kPa。光敏电阻模块接收光源发出的激光并输出0—4.5V的电压信号，当光强发生改变时，输出电压会相应变化。小循环温度传感器用来监测小循环水路温度。阀后压力传感器用来监测调压阀之后气体压力。大循环温度传感器监测大循环水路温度。喷嘴为尿素SCR喷嘴，带水路加热通道，喷嘴接受测控系统的喷射占空比信号。小循环水泵和中冷器负责小循环水的加热和冷却。大循环水泵负责加热大循环水。小循环水路为结晶测试段。利用循环水对压力传感器保温，以防止结晶产生。

1.2试验方法碳酸铵和氨基甲酸铵的热分解为可逆反应，其化学反应方程式分别如下：首先开启大循环和小循环水路，维持水温95℃。其次，加热铵盐，温度维持85℃，使铵盐分解产生气体。开启电控喷嘴，占空比为70%，频率10Hz。光源发出的激光穿过气路玻璃管和水路玻璃管到达光敏电阻模块，未产生结晶时，光敏电阻模块输出电压基本为定值。调节调压阀，使气体压力降低至目标值并稳定输出。维持大循环水温不变，停止对小循环水的加热并开启小循环中冷器，降温速率约为1.5℃/min。当小循环水温度逐渐降低至某一温度时，气体在气路玻璃管4的内壁产生结晶，此时对应的小循环水温即为此气体压力下对应的结晶温度。小循环温度传感器8，距离玻璃管段约为200mm，认为与玻璃管壁温度一致。结晶产生时，穿过玻璃管的光线强度会降低，此时光敏电阻模块输出电压会增大。电压开始急剧升高所对应的时刻即为结晶产生时刻。试验压力分别为：220kPa、190kPa、160kPa、130kPa、100kPa、70kPa、40kPa。每一试验工况点后，关闭铵盐加热器1及调压阀3，升高小循环水温至90℃并持续运行直至结晶消失。

2试验结果与分析

2.1碳酸铵重结晶试验图2所示为碳酸铵在气路玻璃管4内壁的结晶。图3为喷射压力40kPa时，光敏电阻模块输出电压随时间的变化过程，压力波动为±2kPa。在玻璃管壁温度连续下降过程中，前160s，光敏电阻模块的输出电压基本为定值，约为0.35V。在160s—250s之间的某一时刻开始，光敏电阻模块的输出电压发生了急剧变化，从0.35V升高到0.66V。可以确定在这段时间内，玻璃管内壁有固体结晶产生，遮挡了光线的传播，导致光敏电阻模块接收到的光线强度发生急剧变化，并体现在输出电压的变化上。更进一步，结晶的产生发生在160s—200s之间，如图中箭头标示出的位置，光敏电阻模块的输出电压脱离水平基线，急剧升高。当光敏电阻模块的输出电压到达0.66V之后，其值趋于缓和，变化没有之前剧烈，说明结晶已经达到一定程度，对光敏电阻接收到的光线强度影响变小。对光敏电阻模块的输出电压曲线求微分，也即曲线上两点之间的斜率变化，如图4所示。图中所示在176s时，微分值发生突变，从‐0.00011降低到‐0.00131，从这点开始，光敏电阻模块输出电压曲线及其微分值先有一个微小的降低，然后开始急剧升高，此刻认为是结晶产生的始点，对应的温度即为当时压力下，产生结晶的温度。图中对应的压力为41.6kPa，温度为55.6℃。其余试验工况结晶点的判断方法与上述一致。试验曲线变化规律类似，只给出100kPa、160kPa、220kPa时的试验曲线。如图5至图7所示。其余这里不一一列出。表1列出碳酸铵在各试验压力下重结晶对应温度。可见随压力的提高，重结晶温度相应升高。

2.2氨基甲酸铵重结晶试验同碳酸铵重结晶试验方法步骤相同，图8所示为氨基甲酸铵在玻璃管内壁的重结晶。图9至图12给出氨基甲酸铵在40kPa、100kPa、160kPa、220kPa压力下的重结晶试验曲线，其余压力不在一一列出。

2.3试验结果分析通过以上试验，得到碳酸铵和氨基甲酸铵作为SSCR喷射系统氨气来源时，对应的重结晶温度。试验中玻璃管采用软管联接，为避免水路中气泡对光线的影响，每个试验压力点之后，需要调整试验装置管路以排除空气，因此很难保证光源、水路玻璃管、气路玻璃管、光敏电阻四者的相对位置在每个试验工况都完全一致。因此每个工况点光敏电阻模块的输出电压起始值以及电压升高速率不能完全一致，但是不影响对起始结晶温度的判断，所得试验数据是可信的。图13为碳酸铵和氨基甲酸铵热解产生的气体重结晶压力和温度曲线。可见氨基甲酸铵的重结晶温度高于碳酸铵，也即氨基甲酸铵需要比碳酸铵更高的温度来维持其热解产物以气态形式存在。结合表1、表2、表3可知，喷射参数对重结晶温度没有影响。由碳酸铵和氨基甲酸铵重结晶试验曲线可知，结晶生成后，光敏电阻模块的输出电压先急剧升高，到达一定数值后，升高速率趋缓但仍在持续升高，可见随气路玻璃管壁温的持续降低，管路中仍在继续生成结晶。随喷射压力的提高，需要防止结晶产生的温度相应提高。通过以上试验，求得了碳酸铵和氨基甲酸铵在实际SSCR喷射系统中，不同喷射压力下对应的重结晶温度，为SSCR系统设计提供了数据支持。

3结论

篇6

关键词： 远控延时开关 元件 电路原理

一、元件选择

MIC 用驻极体话筒，RG用一般光敏电阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四与非门电路TC4011，T用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D用IN4148，D是7.5v的稳压管，C、C用电解电容、SCR可选用MCR100-6 1A的单向可控硅，电阻均为1/8w碳膜电阻，阻值按图。D-D用IN4007，反向漏电必须小。电灯的功率不能超过60W。R为MIC1供电。VT做电压放大，R是负反馈电阻。D、D做倍压检波，直流成分降在R和R上。R是光敏电阻，白天阻值小，将该直流成分短路，所以，有声音也不会亮灯。VT、VT是直流开关。晚间有声音时，VT、VT导通，+12V通过VT、D向C快速充电，经R，使BT开通，LED点亮。C5是抗干扰用。C上的存电能维持供给BT一段时间，即灯亮的持续时间。

1.元器件安装后，通220v电压检查元器件是否安装正确；

2.检查电子开关是否正常。将万用表电压挡测可控硅(MCR100-6)阴阳极电压，当短接VT的e、c极，可控硅(MCR100-6)阳极电压下降为零，说明电子开关电路正常；

3.检测MIC话筒两端电压约2~3V左右，说明MIC话筒连接正确。再检查R光敏电阻两端电压值，光照时电压较低，不受光时电压较高，说光控电路工作正常；

4.整体测试。将光敏电阻用不透光的物体遮挡住，测量VT发射极对地电压，当发出响声在话筒边发出声音时，测得的电压就为5V以上，然后没有声音后又变为0。

二、电路的工作原理及原理图

声光控延时开关的电路原理图如下所示，电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd ～vd，使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。

声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒接收并转换成电信号，经c耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(vd)的2脚，r、r是vt偏置电阻，c是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πrc，改变r或c的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd和vd构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c充电到一定电平时，信号经与非门vd、vd后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c充满电后只向r放电，当放电到一定电平时，经与非门vd、vd输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管vd～vd将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r降压，c滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。

这里介绍的节电开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时40~50秒后节电开关自动关闭、灯灭。

下图为声控照明节电开关电路原理图。

电路原理：话筒MIC1和VT、R~R、C组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT 的β值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡，C、D和D、C构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。R、R和光敏电阻R组成光控电路。有光照射在R上时，阻值变小，对直流控制电压衰减很大。VT、VT和R、D组成的电子开关截止，C 内无电荷，单向可控硅MCR截止，灯泡不亮。在MCR截止时，直流高压经R、R、D降压后加到C、CW（稳压管）上端。C为滤波电容，CW为稳压值12~15V的稳压二极管，保证C上电压不超过15V直流电压。当无光照射R 时，R 阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT、VT等组成的电子开关导通，D 也导通，使C充电。R、C和单向可控制MCR、D~D 组成延时与交流开关。C通过R 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C、R 的参数决定，按图中所给出的元器件数值（R为22K），发光30秒左右后，MCR截止，灯熄灭。C为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。

三、调试

用交流220V作为电源。经过D―D整流成直流，此直流电一方面提供给电灯使用。另一方面经过R、R分压D C稳压得到6.2V直流工作电源。R、MIC构成声音输入电路，经过C耦合送到Q进行放大。R、R、Q构成普通的音频放大电路。放大后经过C输出。D、D、C构成倍压整流将声音信号转变成直流电。光敏电阻在光亮的环境下电阻值很小相当于短路，在黑暗的环境下电阻值很大，相当于开路。因此在光亮时阻止声音信号继续往后送。R、R、R、Q、Q构成直流放大电路。D、D、C、R、KG构成延时控制电路。

1.如果您购买的是散件，那么您可以一边组装一边测量，也可以全部组装后再一次性测量。不过一边组装一边测量可得到更多乐趣。

2.由于本电路使用220V交流，因此在组装时必须注意安全。当然为安全起见在调试时您可用6V直流电源代替。电灯改用6V的电珠。待全部调试完毕，再用220V供电。具体做法是将直流电的+6V接到E处，短接R、R，接地线与本电路的地相连，如果没有6V的电源，接5V也是可以的，只是数据与下面所说的有所不同。

3.接好6V电源，焊接好MIC、R，给点掌声则在A处用示波器可以观察到2mV左右的电压波动。

4.焊接好C、R、Q、R，此时在B用万用表可测量得到3V左右的电压。给点掌声，用万用表即可观察到指针偏转。掌声越响，偏转较大。

5.焊接好R、R、R、Q、GMDZ ，用手盖住光敏电阻，用万用表可观察到C处电压变低。

这样制作出的声光控延时开关，在白天光照好的时候，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后自动熄灭，节能节电。

参考文献：

［1］邓木生.电子技能训练.机械工业出版社.

篇7

一、研究方法

首先笔者通过查阅相关资料、新闻报道，收集和整理了普通门锁现存的问题及危险因素；其次，对这些问题进行科学分析，找出解决这些问题的科学理论方法；再次，理论结合实际，借助现代化技术手段（传感器）实现这些功能；最后，制作出带有防盗报警、遗忘提醒等多功能的产品模型，并进入试用。研究方法流程（如图1）。

笔者经过查询资料得可知，目前普通门锁还欠缺的部分有：①如果有人在门外长时间站立，准备撬门而入，普通门锁无法报警；②钥匙经常遗忘在门上，使偷盗者有可乘之机；③晚上开门时，没有光源，无法确定锁孔位置。

二、功能分析

通过上述分析，我们不难发现，这些问题都是较为普遍存在的，也是需要着手解决的。因此，笔者特地请教了指导老师，咨询了工程技术人员，对问题进行逐一分析和解决，提出了本项目的基本思路和方案：

1.利用超声波测距收发一体模块，探测门锁周边（门外）、近距离（距离已在制作时设定）是否有人。

2.门外有人，系统记录其停留时间，若超过设定值（时间已在制作时设定），打开门锁周边的LED灯和蜂鸣器，启动报警。

3.通过压控开关，探知钥匙是否插入，超过设定时间（门外无人时），打开门锁周边的LED灯和蜂鸣器，启动防遗忘报警，从而提醒使用者。

4.利用光敏电阻感知光亮程度，当门锁周边环境较暗时，打开门锁周边的LED灯，启动照明。

三、科学原理

1.照明模块

打开电源开关，启动系统。超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若有人，光感电路启动，并自动判断周围光照程度，启动照明模块工作，锁孔周围的LED灯照亮，从而方便使用者将钥匙插入锁孔（如图2）。

2.防盗提醒模块

打开电源开关，启动系统。超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若有人，并停留了一定时间（已设定6秒），此时，若还未打开门锁或离开（移出测定距离），报警程序立即启动，开始发出响声，从而起到报警提醒和防盗的作用（如图3）。

3.钥匙防遗忘模块

打开电源开关，启动系统。钥匙插入锁孔，压控开关启动，同时超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若长时间无人（已设定6秒），钥匙防遗忘程序立即启动，开始发出报警声，提醒使用者及时拔走钥匙，以防遗忘（如图4）。

四、制作图纸

如图5所示，感应式多功能防盗门锁，包括门锁主体10、电源20、电路板30、钥匙孔装置40、光敏电阻50及蜂鸣器60，所述门锁主体10正面上设有一个拉手101，反面的电源20、光敏电阻50及蜂鸣器60通过导线和电路板30相连接，门锁主体10反面的电源20、钥匙孔装置40及蜂鸣器60之间通过导线相连接，光敏电阻50位于光敏孔501内，钥匙孔装置40上设置有一个压控开关401，钥匙孔装置40反面的钥匙孔402四周分布有四颗LED照明灯502，光敏电阻50与四颗LED照明灯502之间通过导线相连接；门锁主体10正面设有超声波测距孔602，蜂鸣器60位于蜂鸣孔601内，超声波测距孔602内的超声波测距装置与蜂鸣器60之间通过导线相连接。

五、制作过程

1.主要工具

万用表、电烙铁、工具钳、秆锥、胶枪、锯子等。

2.制作材料

木材、超声测距装置、电池、光敏电阻、蜂鸣器、LED灯、压控开关、导线、门锁、门把手等。

3.作品结构

由门锁主体、电源、超声波测距装置、集成电路板、压控开关、光敏电阻及蜂鸣器等部分组成。所有装置均设置在门体的背面，其中在门体上设置有多个孔，以便光敏电阻探测光亮程度，蜂鸣器向外传播以及超声波测距装置探测近距离是否有人等。

4.制作流程

（1）根据作品的要求，对木材进行适当裁剪，拼接成一个简单的房屋形状，并设计一个大小合适的门。

（2）在门上按作品要求分别挖出门锁孔、照明孔、光敏电阻孔和发声孔等，同时安装一个门把手。

（3）在电脑上将设置好的距离及时间数据通过软件写入芯片中，同时根据作品工作流程编制程序，同样写入芯片中。

（4）在门的反面上半部分安装超声测距装置、电池、光敏电阻、LED灯、蜂鸣器等，并用导线连接。

（5）在门的反面下半部分安装电路板、电池，同时将门锁安装在钥匙孔内，并在门锁的底部安装压控开关，用导线按照电路图连接它们。

（6）效果测试：开机测试，确保所有系统均能正常工作后，使用电烙铁将线路接头焊好，并封装成品。

六、制作成品

1.作品图片

2.使用说明

（1）主要功能：

感应式多功能防盗门锁，它具有如下作用：

①开锁时辅助照明。

②非正常开锁嫌疑时，发声报警，从而防盗。

③钥匙插入锁孔时，发出音乐声，提醒使用者，防止钥匙遗忘。

（2）参数设置：

门锁安装前要进行一系列设置后才能投入正常运行。

①报警时间长短设置由单片机控制完成，已设定时间为6秒。

②测定距离设置由HC-SR04超声测距模块完成，已设定时间为20cm。

③光照程度设置外部条件，可通过改变光敏电阻完成。

3.使用简介

（1）当有物体（人）接近本装置时，光感电路启动，若环境较暗时，LED灯照亮，反之LED灯不打开。

（2）若该物体（人）停留一定时间后，还未打开门锁或离开（移出测定距离），蜂鸣器发出响声。

（3）将钥匙插入锁孔后，若该物体（人）一定时间不在近距离范围内，蜂鸣器发出响声，使用者应及时拔走钥匙。

4.注意事项

（1）定期更换电池，保证系统能够正常工作。

（2）故障及相应处理方法：

①系统无法启动时，应检查电池是否需要更换；②无法照明时，应检查LED灯是否损坏；③异常情况时无响声，应检查蜂鸣器是否损坏。

七、总结讨论

1.先进性讨论

（1）超声波测距，通过超声波探测周围（可设定感知距离）是否有人，并通过时间来确定是否启动报警。

（2）光敏电阻，通过感光度来确定是否打开照明装置，从而实现自动点亮照明等。

（3）压控开关，使得钥匙长时间停留在锁孔内时，报警并提醒使用者取走钥匙。

（4）电路板的编程，均可通过电脑提前设置和更新，包括光敏电阻的感光度、超声测距距离及报警时间等。

（5）通过现有技术集成，有效地将超声波测距、光敏电阻、压控开关等结合在一起，形成一个完整的系统。

2.创新性讨论

（1）经查新，关于普通防盗门锁的报道和作品已有，但未见与本项目相同的方案和思路。

（2）本作品在制作后已及时申请了中华人民共和国国家知识产权专利，并取得授权，授权公告号为：CN203285164U，授权日期：2013年11月13日。

3.进一步改进

（1）远程报警：增加无线通讯功能，使报警装置与移动终端（户主手机和公安报警处）连接，实现了远程报警。

（2）视频记录：增加摄像头装置，一旦遇到强制破坏门锁的盗窃行为，可将事件发生过程直接记录下来，为公安部门提供破案线索。

（3）记忆功能：增加一个记忆功能，若插入的不是匹配的钥匙，则也可启动报警，确保了“技巧”开锁的情况出现。

（4）最后，还希望在确保现有功能的基础上，降低制作成本，使应用范围更广，推广起来更加容易。

八、反思

篇8

关键词： 电器；电子元器件；检测方法

1 电器电子元器件的特征

电子元器件是元件和器件的总称。电子元件指在工厂生产加工时不改变分子成分的成品。如电阻器、电容器、电感器。因为它本身不产生电子，它对电压、电流无控制和变换作用，所以也称无源电器。电子器件是指在工厂生产加工时改变分子成分的成品。如晶体管、电子管、集成电路。因为它本身能产生电子，它对电压、电流有控制和变换作用，所以也称有源电器。而电子元器件的损坏，一般很难凭眼睛观察发现，一般都必须借助检测仪器才能判断发现，（除明显的损坏，烧坏外）这就给检测人员提出了更高的要求，检测人员必须对各种元器件的特性及特点有一定的认识和了解，在检测过程中，对于电路故障的检测必须提高检测的效率，防止各种损坏。

2 电器电子元器件的主要故障

电器电子元器件在使用过程中自然损耗最常见的有接点开路，例如器件间接触不良、线路中的导线折断，插拨端口断开等等，一般我们把电子元器件的故障归结为软件故障，电子元器件损坏和电路接点开路三种故障。其中，电器设备中最多的元件是电阻，常见的电阻类型有金属膜电阻、保险电阻、碳膜电阻、线绕电阻等，但其并非是损坏率最高的部件，电阻值其变大或变小的情况非常少见，最常见的损坏是开路。在家用电器中用量大且故障率高的设备有电解电容，电解电容主要出现的故障有：① 漏电（包括严重漏电和轻微漏电）；② 电容容量变小或完全失去容量。另外损坏频率较高的还有集成电路板，集成电路板是电器的母板，功能强大，内部电路结构非常复杂，任何一点细微的损坏都能导致电器无法正常使用，主要出现的故障有：① 开路或PN结击穿主要是二、三极管的损坏，其中以击穿短路居多。② 散热性不强，热稳定性差甚至导致彻底损坏，如彻底损坏，可将其更换，把坏的与正常同型号的电路用万用表对比去检测引脚间正、反电阻的异常就能排查出其中个别引脚电阻间的异常。③ 用万用表R×1k测，PN各项测量值均正常，开机后不能正常工作，只检测出PN结的特性变差，而用R×1或R×10低量程档测，PN结正向阻值就会发现比正常值大。④ 开机时正常，但热稳定性明显变差，工作一段时间后，发生软击穿。电源变压器短路性故障的综合检测判别，将万用表置R×10或R×1档（用R×10档，不明显时再用R×1档）在路测二、三极管的反向电阻和PN结正，测量二、三极管可用指针万用表在路测量，较准确的方法是能测量正常值（正向电阻不太大），正向值里反向电阻足够大，这些二、三极管电阻大多在几百、几千欧，该测量值表明该PN结正常，用万用表低阻值班档在路测量时，可以基本忽略电阻对PN结电阻的影响，如还有值得怀疑的地方，即焊下后再测量。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。发热严重和次级绕组输出电压失常是电源变压器发生短路性故障的主要症状。

3 电器电子元器件的检测方法

3.1 固定电阻器的检测

想要测出实际的电阻值在一般情况下，可将万用表两表笔（不分正负）分别与电阻的两端引脚相接来测量，使用万用表检测10pF以下的小电容，而万用表只能定性的检查内部短路或击穿现象和其是否有漏电现象。为了提高测量精度，家电应该根据欧姆采用中间一段分度来计量，电阻标值来选择相适应的量程。以及非线性的刻度关系，所测量值较为精细，在全指针20％～80％弧度内选择中段位置为佳。

3.2 水泥电阻的检测

普通固定电阻测量可用万用表进行检测，在测量过程中检测方法及注意事项，水泥电阻也与其相同。

3.3 熔断电阻器的检测

熔断电阻器，是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件，具有电阻器和熔断器的双重功能，是用于电路过流的保护器件，若熔段电阻器中电流超过额定的倍数，负荷过重，就会出现发面发黑或烧焦的现象，若其表面没有任何熔烧的痕迹，则表明电阻中的电流没有超过额定的电压负荷或等于或稿大于电压负荷的熔断值，在其测量过程中可以通过观察其阻值，在使用万用表测量时，若电阻器已损坏或失效，则测量值为无穷大。可将熔断电阻器一端从电路上焊下，不宜再拿来使用的电阻器，一般在测量时与标称值相差较大，检测时还应该注意，在世界上熔断电阻检测中也会存在少数被击穿短路的现象出现。

3.4 电位器的检测

选用万用表电阻档的适当量程，测量时，将两表笔分别接在电位器两个固定引脚焊片之间，若电位器已损坏或已开路，则在测量电位器电阻时，所测得阻值会与标称阻值相距较大，或为较标称阻值大或直接为无穷大。若电位器只是存在接解不良的状况，在测量阻值的旋转过程中，表针会有跳动现象。将两表笔分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端，慢慢转动电位器手柄，使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置，而正常的电位器，万用表针指示的电阻值应从标称阻值（或0Ω）连续变化至0Ω（或标称阻值）。

3.5 正温度系数热敏电阻（PTC）的检测

热敏电阻的一种正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻，正温度系数热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。用万用表测两引脚的实际阻值和标称值，将两值对比，二者相差在±2Ω内即为正常，若相距大则表明其热敏电阻性能不好或者存在损坏。除了常温检测还可以进行加温检测，是在常温检测的基础之上进行的，注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，若将其加热后，各项阻值都无变化，则说明其性能损坏或变劣，为防止将其长期烫坏，不可再继续使用。

3.6 负温度系数热敏电阻（NTC）的检测

负温度系数热敏电阻（NTC）是以锰、钴、镍等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的，想要测试出RT的实际值，在选择万用表测量NTC标称值时应该选择合适的电阻档，而所谓的RT是生产厂家在25℃衡温下所测试出来的，所以在测试RT时，我们应该尽量选择与这个温度相接近的温度，这样也保证其测量结果的精确可信度，为了不引起电流热效应的误差，在测量功率的选择上不要超过规定功率，但因NTC热敏电阻对温度很敏感，测试时，要注意与热敏电阻体的接触，不要用手去捏，否则人体的温度容易对测试产生不利影响，从而影响其准确度，估测温度系数αt：要计算法时首先用温度计测量出热敏电阻RT表面的平均温度T2，在T1温度下测量出电阻值RT1，再用电烙铁作用其中的热源，靠近热敏电阻RT，测出RT2。

3.7 压敏电阻（氧化锌避雷器）的检测

选择用万用表的R×1k挡测量，将两表笔来测量两引脚之间的正、反向绝缘电阻，如果测量出来的结果中电阴很小，说明压敏电阻已经损坏，不能正常使用。如果测量结果均为无穷大，说明其使用正常，否则，说明漏电流大。

3.8 光敏电阻的检测

生产商会根据光敏电阻的对于其光线的敏感波段使用适合的光源来检测其敏感效果并且做出敏感性能的分类。敏感度高的其电阻值比较小，敏感度低的电阻值比较大。将光敏电阻完全置入黑暗环境中（将光敏电阻装入光通路组件，不通电即为完全黑暗），使用万用表测试光敏引脚输出端，光敏电阻的暗电阻R值即可得到。在测量时，万用表的指针基本保持不动，且其阻值又接近无穷大，则说明其电阻性能越好。如果光敏电阻已经烧穿或损坏了，则此测量值会极小或接近于零。越好的光敏电阻，只要将光源对准电阻的透光窗口，就能观察到万用表指针大幅度摆动。不能继续使用的情况还包括光敏电阻内部开路损坏，则其测量值很大甚至无穷大。

参考文献：

[1]范小娟，电器电阻的检测方法[J].计算机工程应用技术，2011.12.

[2]王锋，试论当前家用电器检测的局限性[J].科技传播，2010.12.

[3]张英男，低压电器检测设备的选择和测量不确定度[J].数字技术与应用，2011.4.

篇9

上个月，学校组织我们同学参加“第23届北京市中小学生科技节”活动，科技吕老师让我积极参加这次活动，争取制作出一个新颖别致的作品。

从那天开始，每天放学写完作业，我就开始认真思考到底制作一个什么样的作品呢？忽然，一个我以前就有过的想法闪现在我的脑海里，那就是去年一个歹徒进入我们学校想搞破坏，但是被学校老师发现并制服，还有报道说一些小学和幼儿园也有歹徒进入伤人。从那以后，我一直有一个想法，那就是能不能设计一个简单实用的报警装置，当校外人员进入我们学校时，能够发出报警声提醒传达室的值班人员呢？

对！我就制作这个报警系统的模型，于是我上网查阅了很多资料，又向家长虚心请教这方面的知识，并让家长带我到电子元件商店购买了所需的元件。

经过思考和研究，我决定把这个报警装置命名为《磁、光控校门识别器》。说干就干，我找出一个我小时候的动物玩具，这个玩具是一个光敏电阻控制的猴子，用手挡住光敏电阻然后手离开，它就会发出叫声，但是它的灵敏度很低。

于是我决定把光敏电阻换成一组灵敏度很高的发射和接收的光敏二极管，由于那个玩具的工作原理和我要求的正相反，经过向老师和家长请教，增加一个三极管作为反向器，把电路变成有人通过光敏二极管时就报警，同时在发声电路上增加一个常闭干簧管，本校同学手持一片特制的识别磁卡通过光敏二极管时，由于磁卡会把常闭干簧管的触点吸开，那样通过时就不会发出报警声了，当没有识别卡的校外人员进入我们校门时，一旦经过光敏二极管时，传达室的报警装置就会发出报警声。

篇10

热点之一：节能

能源与社会的发展息息相关，从一定意义上说，社会发展史就是一部能源开发利用史，但随着化石能源的急剧消耗，节约能源、开发新能源是摆在我们面前的紧迫任务。

例1：图1甲为一个LED节能灯，它用高亮度白色发光二极管做光源。某校科技活动组用以下方法来研究家用电灯和LED节能灯的发光效率：将额定功率均为15W的普通节能灯、白炽灯和LED节能灯依次接入同一照明电路，分别开灯10分钟，把温度计的玻璃泡放在距离亮灯大约2厘米处，测出各自的温度。然后把光敏电阻与电流表按图1乙连成电路（该光敏电阻的阻值与光照强度成反比），再在暗室中将这三盏灯依次接入同一照明电路，并放在光敏电阻正上方30cm处的同一位置，读出相应的电流。

根据他们的实验记录完成下述问题：

（1）电能转化为内能最多的是 灯，发光亮度最大的是 灯。

（2）从表中数据可看出， 灯附近的温度越低 ，图乙电路中电流表示数越 ，这说明灯将电能转化为光能越 。

（3）15W的LED节能灯的发光亮度大约与 W普通节能灯相当。

解析：（1）相同条件下，温度计示数越高，说明灯将电能转化为内能越多，读表可知，白炽灯将电能转化为内能最多。

光敏电阻接收到的光照越强，电阻越小，图1乙中电流越大。使用LED节能灯时，图1乙中电流最大，说明LED节能灯的发光亮度最大。

（2）灯附近的温度越低，电流表示数越大，说明这种灯将电能转化为光能多、内能少。

（3）图1乙中，电源电压U一定，电流I与光敏电阻阻值R成反比。又R与光照强度E成反比，可推出：I与E成正比。实验中接入LED节能灯时的I是接入普通节能灯的4倍，可推出同功率的LED节能灯的发光强度是普通节能灯的4倍。15W的LED节能灯的发光亮度大约与60W普通节能灯相当。

热点之二：低碳

随着温室效应的不断加剧，两极冰川消融加速，海平面上升，沿海低洼地区受淹，极端干旱、飓风洪灾频频袭扰，为保护人类家园，为可持续发展，我们必须“低碳”生活。

例2：以“城市・让生活更美好”为主题的上海世博会于2010年5月1日拉开帷幕。

（1）中国馆、主题馆等屋顶和玻璃幕墙上都安装了太阳能发电设施，预计一年可发电500万度，试计算这些电能可供多少盏“220V1000W”的照明灯全年每天使用15小时？（一年按365天计）

（2）减少排放，是世博会“低碳”理念的基本要求。如图1甲是测量空气中一氧化碳含量变化的电路图，氧化锡传感器的电阻随CO含量的变化而变化，观察电压表示数就能判断CO含量是否超过要求。某氧化锡传感器的技术资料显示，其电阻的倒数（1/R）与CO含量的关系如图2乙所示，则图2甲中电压表示数U与CO含量之间的关系符合图3中的 。

解析：（1）一盏“220V1000W”的照明灯每天使用15h，一年消耗的电能为：W1=Pt=1kW×365×15h=5475kWh。W=5×106kWh总电能可供照明灯全年工作的盏数n= = =913（盏）。

（2）由图2乙可知，传感器电阻的倒数与一氧化碳含量成正比。当空气中一氧化碳含量增加时，传感器的电阻减小，电路中的电流I= 增大，R0两端的电压U0=IR0随之增大。但由于I与R不成反比关系，所以U0与CO含量之间并非正比关系。选④。

热点之三：创新

创新是一个民族前进的不竭动力。创新并不是科学家的专利，对于初中生而言，更应该培养他们的创新意识和创新能力，只要仔细观察，生活中的方方面面都可以体现出创新。

例3：图4所示的装置很有创意――它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有贮水箱。洗衣机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果。

（1）冲一次马桶需要5L水，若一次洗衣服用的总水量是50L，则可供马桶冲几次？

（2）求脱水时的正常工作电流。

（3）某次洗衣时，首次进水量为15L，正常加热15min水温达到设定要求。

①求首次进水的质量；

②求加热过程消耗的电能；

③若加热时电能的84%转化为水的内能，求水升高的温度。

解析：（1）10次。

（2）由脱水功率P脱=330W可求出脱水正常工作电流I脱= = =1.5A。