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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 延時特性

1 引言

隨著電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展，對電子元器件性能的要求也越來越高，尤其對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)較為簡單，即在半導(dǎo)體材料兩端鍍上電極引線，并將它封裝起來成為光敏電阻。為增加光敏電阻的靈敏度，通常把兩電極做成梳狀。光敏電阻沒有極性之分，在使用時既可以用直流電壓，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、所測光強(qiáng)范圍寬、體積小、靈敏度高、使用壽命長、價格便宜、無極性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于通信、自動探測和光電控制等領(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，此時流過光敏電阻的電流叫做光電流，穩(wěn)定時測得的電阻為亮電阻，即所加的外加電壓與流過光敏電阻的光電流之比。光電流可以通過用LED 光源供電電路來測得[2]。

2.2 暗電流、暗電阻

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

2.3 靈敏度

光敏電阻在沒有受到光照射時的暗電阻的阻值與受到光照射時的亮電阻阻值的相對變化值稱之為靈敏度。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流過光敏電阻電流的關(guān)系稱之為伏安特性。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，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)的伏安特性對溫度變化的敏感度并不高，此時仍有良好的線性特征。工作環(huán)境溫度超過100度時，有較明顯的影響。若光敏電阻的伏安特性曲線不在具有線性性質(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平臺下，對伏安特性進(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有良好的線性性質(zhì)。

2013年5月楊東等人[2]借助光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺提供的硬件資源，把伏安特性的測量電路直接連接到光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺，利用軟件進(jìn)行仿真，在計算機(jī)界面上得到光敏電阻的伏安特性曲線。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，光敏電阻在一定電壓范圍內(nèi)，其曲線為斜率不同的直線，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WGD-100小型光柵單色儀獲得的單色光，選擇一定波長的單色光對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性關(guān)系，隨著電壓的增大，光電流和靈敏度隨之增大，且沒有出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象。

3.2 光照特性

在一定的外加電壓條件下，流過光敏電阻的的光電流和光通量之間的關(guān)系稱之為光照特性。光敏電阻有多種類型，其光照特性不盡相同，大部分光照特性曲線均為非線性。故光敏電阻不適合用作定量檢測元件，一般作為開關(guān)式光電傳感器[9]應(yīng)用在自動控制系統(tǒng)。在可見光的范圍內(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)測量了CdS光敏電阻的光照特性，通過測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，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，并不是理想的線性變化。在用虛擬儀器LABVIEW對光敏電阻的光照特性進(jìn)行研究時[7]，也同樣發(fā)現(xiàn)，在弱光照射時，光電流與光照強(qiáng)度呈線性關(guān)系，當(dāng)強(qiáng)光照射時，它們變成非線性的關(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)計并制做了一套可用來測試光敏電阻特性的儀器來對光敏電阻的特性進(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)照射光的波長不同時，其靈敏度也不一樣，其對應(yīng)的波長也并不相同。如在光晶體中，cds用于敏感可見光；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定的需要設(shè)計了實(shí)驗(yàn)，以五種不同波長濾光片產(chǎn)生的不同波長的光波做為實(shí)驗(yàn)變量，研究光敏電阻的相對靈敏度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著光波波長的增加，光敏電阻的相對靈敏度先增加后減少，存在一個最靈敏點(diǎn)。

3.4 延時特性

當(dāng)有脈沖光照射光敏電阻時，光電流并不是立即發(fā)生變化，而是要經(jīng)過一段時間之后才能達(dá)到穩(wěn)定。同樣的，當(dāng)停止光照后，光電流也要經(jīng)過一段時間恢復(fù)為零，這種現(xiàn)象稱為光敏電阻的延時特性。不同材料的光敏電阻有不同的延時特性，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)光敏電阻的時延都很大，我們可以通過增大光敏面來使其延遲降低，但是這些類型的器件不適宜用作快速響應(yīng)的場合[4]。在2007時，范佳午等人[14]用半定量方法研究了光敏電阻的響應(yīng)時間與照射光的照度和波長的關(guān)系，通過做的曲線圖可以看出隨著照度的減小，光敏電阻的響應(yīng)時間增長。隨著照度的越小，響應(yīng)時間變化越急劇。近年，謝音等人[15]用設(shè)計的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光敏電阻的延時特性，并研究了光強(qiáng)對光敏電阻響應(yīng)時間的影響。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)度都會對光敏電阻的響應(yīng)時間造成影響，光強(qiáng)初始值越大，其響應(yīng)時間越短；光強(qiáng)改變量越大，響應(yīng)時間同樣也越短。

4 總結(jié)

本文對近幾年關(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、光譜特性和延時特性。光敏電阻作為廣泛應(yīng)用于通信、自動探測和光電控制等領(lǐng)域的光電轉(zhuǎn)化元件，故對光敏電阻基礎(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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作者簡介

劉棟（1990-），男，安徽省安慶市人。碩士學(xué)位。現(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，貴州省貴陽市人。博士后、博士、教授、博士生導(dǎo)師。現(xiàn)為貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所所長、貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院院長。

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)在于縣級及以下單位，這也是社會主義新農(nóng)村建設(shè)的重要項(xiàng)目。隨著社會的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對精神生活的質(zhì)量需求更為看重。然而，據(jù)調(diào)查，我國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)不能滿足人們對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，對于推進(jìn)廣播電視覆蓋工程建設(shè)進(jìn)程對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)際需求得不到滿足是最大的問題。尤其是在工程覆蓋范圍方面，設(shè)備陳舊、機(jī)房老化等問題極大地?fù)p害了工程的質(zhì)量。上述問題首先表現(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的傳播效率減弱，縮減了信號的覆蓋范圍，降低了信號的質(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)十分危險的錯誤。另外，在工程選址方面，常常出現(xiàn)選址錯誤的現(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)覆蓋工程越來越少甚至沒有，這就加重了地區(qū)之間的不平衡，且偏遠(yuǎn)地區(qū)的廣播電視信號問題仍然得不到解決。

（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環(huán)節(jié)。一方面，在工程建設(shè)過程中，做好監(jiān)督工作不但能大幅度減少工作人員的差錯率，而且能及時發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)中出現(xiàn)的問題并及時解決，避免產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，在工程使用過程中，做好監(jiān)督工作能及時發(fā)現(xiàn)工程在使用中出現(xiàn)的問題并及時維修，避免出現(xiàn)更大的問題，影響人們的使用體驗(yàn)。由此可見，忽略監(jiān)督工作是一件十分重大的問題。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，要對整個無線覆蓋工程進(jìn)行性能檢測，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題沒能檢查出來，給整個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，首要問題就是提高工程建設(shè)的技術(shù)水平。我國幅員遼闊，各地區(qū)的地形、氣候和人口密度各有不同，對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)是一個比較好的方法，它可以根據(jù)用戶需求任意增加或刪減頻道數(shù)目，而且其負(fù)載量加大，不會出現(xiàn)因?yàn)檫^載導(dǎo)致信號減弱或不穩(wěn)定的現(xiàn)象。技術(shù)人員的技術(shù)水平對工程質(zhì)量有決定性的影響，所以，要加強(qiáng)對技術(shù)人員的培訓(xùn)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，而且各團(tuán)隊之間要定期進(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題。高技術(shù)的建設(shè)團(tuán)隊能克服山地、丘陵等多種復(fù)雜地形帶來的困難，使無線覆蓋工程能根據(jù)人們實(shí)際需求建設(shè)在相應(yīng)的地區(qū)。

（二）加強(qiáng)對工程建設(shè)過程的監(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)獎懲制度，使工程的每一部分都有負(fù)責(zé)人員，每個工作人員都能對自己的工作成果負(fù)責(zé)，一旦工程的某一部分出現(xiàn)問題，就應(yīng)對負(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，對于工作認(rèn)真；無重大失誤且一直表現(xiàn)較好的員工要給予相應(yīng)的獎勵，這樣，工作人員的工作積極性就會被調(diào)動起來，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，成立專門的監(jiān)督部門，嚴(yán)格監(jiān)督工程建設(shè)過程，包括人力、財務(wù)、設(shè)備、原料、工程質(zhì)量等等，全面監(jiān)督整個工程。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)真檢查整個工程是否符合《無線覆蓋工程質(zhì)量控制要點(diǎn)》的要求，相關(guān)部門要給予充分的資金支持，購置先進(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)長時間使用的工程，隨著時間的推移，工程出現(xiàn)問題是不可避免的。所以，做好工程檢修維護(hù)工作是非常必要的。為此，相關(guān)部門應(yīng)定期對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、信號接收系統(tǒng)、信號發(fā)射系統(tǒng)等，如果出現(xiàn)問題，便應(yīng)及時修復(fù)，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。另外，相關(guān)部門應(yīng)設(shè)立一個專門的工程檢修部門，在廣播電視覆蓋工程中設(shè)置實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，對設(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)時檢測，保證工程的正常進(jìn)行。

三、結(jié)語

綜上所述，廣播電視覆蓋工程對我國精神文明建設(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。對于目前我國廣播電視覆蓋工程中出現(xiàn)的問題，可以通過提高工程技術(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?？傊?，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。

[參考文獻(xiàn)]

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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

中圖分類號：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：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。

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，二極管閃亮一下。

效果：二極管的閃光。給人鮮明的視覺效果，使人深信有電流通過發(fā)光二極管，閃亮一下后不亮了，說明回路沒電了，電容器沒電了。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發(fā)光二極管的光亮間接顯示出來。

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。

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，說明光敏電阻阻值?。河檬謸豕夂蟆６O管不發(fā)光。說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發(fā)光二極管的光亮間接顯示出來。

妙用3 演示渦流的存在

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

操作：電磁爐通電，線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；流量計

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)競賽題目二為“基于物理學(xué)原理，自行設(shè)計并制作一流量計，用于測量流量不超過10 L/min，不均勻流速的自來水流量”。所謂流量，是指單位時間內(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稱體積流量；當(dāng)流體量以質(zhì)量表示時稱質(zhì)量流量。流量計是用于流量測量的儀表，市場上用于流量測量的產(chǎn)品很多，如電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計等，這些流量計都較為昂貴。本文所述的水表流量計具有成本低，測量精確，測量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，作為參賽作品，在競賽中獲三等獎。

1 設(shè)計原理與方法

拆解一只普通機(jī)械式水表可知，水流沖擊帶動水表中的葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪轉(zhuǎn)速和流經(jīng)水表的液體流量有線性關(guān)系。葉輪帶動機(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)速和流量存在線性關(guān)系。測量出機(jī)芯上齒輪的轉(zhuǎn)速，就可以測出流量值。齒輪轉(zhuǎn)速的測量通過光電傳感器和帶倍率頻率計數(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，光敏電阻置于齒輪之下，接收光信號。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，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，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光照射時電阻為150 kΩ，有光照射時電阻為5 kΩ。有光照時，回路中電阻小，電流大，觸發(fā)帶倍率頻率計工作。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)定好的頻率計自動將光敏電阻受3次光照的時間作為一個周期，計算出齒輪轉(zhuǎn)動的頻率。流量Q與頻率f成線性關(guān)系，即Q=f×K，通過實(shí)驗(yàn)可測量出系數(shù)K。再對帶倍率頻率計進(jìn)行設(shè)置，即可使頻率計顯示的數(shù)值為流量值。

電路的連接如圖1所示。發(fā)光管“+”端和頻率計的U0端相連，其間串聯(lián)一個型號為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的公共端“COM”上。光敏電阻的另一端和頻率計的計數(shù)端“CNT”相連。水泥電阻是將繞線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)。帶倍率頻率計型號為ZN48，它外形小巧，功能強(qiáng)大，具有計數(shù)、累計、延時、測頻率、測轉(zhuǎn)速等多種功能，并帶有液晶顯示屏。本裝置利用它的測轉(zhuǎn)速功能。

圖1 水表流量計電路圖

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、光電傳感器、帶倍率頻率計、熱熔膠、雙面膠、萬用表、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，沿線剪成如圖2所示齒輪，套在渦輪軸上，長短和高度應(yīng)不影響光電對管正常工作。

圖2 水表流量計的齒輪形狀

（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

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

圖4 水表流量計的外觀圖

3 數(shù)據(jù)測量與分析

圖5是利用所測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為線性關(guān)系。

圖5 頻率―流量關(guān)系圖

4 結(jié)束語

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

流水表流量計誤差來源包括：齒輪的形狀會影響轉(zhuǎn)速，進(jìn)而影響頻率，造成誤差的產(chǎn)生（因此在制作葉輪時一定要裁剪均勻，粘貼在中心，以防力矩不同，影響頻率）；測量小流量時，葉輪轉(zhuǎn)動所受動力小，阻力大，頻率低，因而會造成頻率計接收信號弱，測量誤差大。

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)晶的對應(yīng)溫度。建立了SSCR噴射系統(tǒng)試驗(yàn)裝置，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)管路溫度使氣體在固定位置產(chǎn)生結(jié)晶，使激光穿過結(jié)晶部位到達(dá)光敏電阻模塊，通過光敏電阻模塊輸出電壓的變化來測定銨鹽重結(jié)晶所對應(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，氨基甲酸銨對應(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，對柴油機(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，是我國產(chǎn)量充足的常用氮肥，價格便宜，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，作為SSCR的氨氣來源比較適合我國國情。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，會影響噴射量的精確控制甚至造成噴射系統(tǒng)失靈，必須對噴射系統(tǒng)各處采用一定的保溫措施，故此，需測定碳酸銨和氨基甲酸銨在不同噴射壓力下對應(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，測定了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監(jiān)測調(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，當(dāng)光強(qiáng)發(fā)生改變時，輸出電壓會相應(yīng)變化。小循環(huán)溫度傳感器用來監(jiān)測小循環(huán)水路溫度。閥后壓力傳感器用來監(jiān)測調(diào)壓閥之后氣體壓力。大循環(huán)溫度傳感器監(jiān)測大循環(huán)水路溫度。噴嘴為尿素SCR噴嘴，帶水路加熱通道，噴嘴接受測控系統(tǒng)的噴射占空比信號。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)晶測試段。利用循環(huán)水對壓力傳感器保溫，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。開啟電控噴嘴，占空比為70%，頻率10Hz。光源發(fā)出的激光穿過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，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，停止對小循環(huán)水的加熱并開啟小循環(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，氣體在氣路玻璃管4的內(nèi)壁產(chǎn)生結(jié)晶，此時對應(yīng)的小循環(huán)水溫即為此氣體壓力下對應(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，穿過玻璃管的光線強(qiáng)度會降低，此時光敏電阻模塊輸出電壓會增大。電壓開始急劇升高所對應(yīng)的時刻即為結(jié)晶產(chǎn)生時刻。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，光敏電阻模塊輸出電壓隨時間的變化過程，壓力波動為±2kPa。在玻璃管壁溫度連續(xù)下降過程中，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之間的某一時刻開始，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_定在這段時間內(nèi)，玻璃管內(nèi)壁有固體結(jié)晶產(chǎn)生，遮擋了光線的傳播，導(dǎo)致光敏電阻模塊接收到的光線強(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，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，變化沒有之前劇烈，說明結(jié)晶已經(jīng)達(dá)到一定程度，對光敏電阻接收到的光線強(qiáng)度影響變小。對光敏電阻模塊的輸出電壓曲線求微分，也即曲線上兩點(diǎn)之間的斜率變化，如圖4所示。圖中所示在176s時，微分值發(fā)生突變，從‐0.00011降低到‐0.00131，從這點(diǎn)開始，光敏電阻模塊輸出電壓曲線及其微分值先有一個微小的降低，然后開始急劇升高，此刻認(rèn)為是結(jié)晶產(chǎn)生的始點(diǎn)，對應(yīng)的溫度即為當(dāng)時壓力下，產(chǎn)生結(jié)晶的溫度。圖中對應(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)曲線變化規(guī)律類似，只給出100kPa、160kPa、220kPa時的試驗(yàn)曲線。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)晶對應(yīng)溫度?？梢婋S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，其余壓力不在一一列出。

2.3試驗(yàn)結(jié)果分析通過以上試驗(yàn)，得到碳酸銨和氨基甲酸銨作為SSCR噴射系統(tǒng)氨氣來源時，對應(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光線的影響，每個試驗(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位置在每個試驗(yàn)工況都完全一致。因此每個工況點(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?？梢姲被姿徜@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)對重結(jié)晶溫度沒有影響。由碳酸銨和氨基甲酸銨重結(jié)晶試驗(yàn)曲線可知，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，不同噴射壓力下對應(yīng)的重結(jié)晶溫度，為SSCR系統(tǒng)設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支持。

3結(jié)論

篇6

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)控延時開關(guān) 元件 電路原理

一、元件選擇

MIC 用駐極體話筒，RG用一般光敏電阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四與非門電路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，有聲音也不會亮燈。VT、VT是直流開關(guān)。晚間有聲音時，VT、VT導(dǎo)通，+12V通過VT、D向C快速充電，經(jīng)R，使BT開通，LED點(diǎn)亮。C5是抗干擾用。C上的存電能維持供給BT一段時間，即燈亮的持續(xù)時間。

1.元器件安裝后，通220v電壓檢查元器件是否安裝正確；

2.檢查電子開關(guān)是否正常。將萬用表電壓擋測可控硅(MCR100-6)陰陽極電壓，當(dāng)短接VT的e、c極，可控硅(MCR100-6)陽極電壓下降為零，說明電子開關(guān)電路正常；

3.檢測MIC話筒兩端電壓約2~3V左右，說明MIC話筒連接正確。再檢查R光敏電阻兩端電壓值，光照時電壓較低，不受光時電壓較高，說光控電路工作正常；

4.整體測試。將光敏電阻用不透光的物體遮擋住，測量VT發(fā)射極對地電壓，當(dāng)發(fā)出響聲在話筒邊發(fā)出聲音時，測得的電壓就為5V以上，然后沒有聲音后又變?yōu)?。

二、電路的工作原理及原理圖

聲光控延時開關(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個獨(dú)立的與非門vd ～vd，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟”，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉”。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動作。明確了電路的信號流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元。

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

為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，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)境無光時，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或c的值，可改變延時時間，滿足不同目的。vd和vd構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進(jìn)行整形。當(dāng)c充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門vd、vd后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c充滿電后只向r放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門vd、vd輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。

二極管vd～vd將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動直流電，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)電開關(guān)，在白天或光線較亮?xí)r，節(jié)電開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，燈不亮，夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)。當(dāng)有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，腳步聲等把節(jié)電開關(guān)啟動，燈亮，延時40~50秒后節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉、燈滅。

下圖為聲控照明節(jié)電開關(guān)電路原理圖。

電路原理：話筒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。話筒MIC也選用靈敏度高的。R不宜過小，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，阻值變小，對直流控制電壓衰減很大。VT、VT和R、D組成的電子開關(guān)截止，C 內(nèi)無電荷，單向可控硅MCR截止，燈泡不亮。在MCR截止時，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15V直流電壓。當(dāng)無光照射R 時，R 阻值很大，對直流控制電壓衰減很小，VT、VT等組成的電子開關(guān)導(dǎo)通，D 也導(dǎo)通，使C充電。R、C和單向可控制MCR、D~D 組成延時與交流開關(guān)。C通過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)光時間長短由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)光抖動現(xiàn)象。

三、調(diào)試

用交流220V作為電源。經(jīng)過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C輸出。D、D、C構(gòu)成倍壓整流將聲音信號轉(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)于開路。因此在光亮?xí)r阻止聲音信號繼續(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)成延時控制電路。

1.如果您購買的是散件，那么您可以一邊組裝一邊測量，也可以全部組裝后再一次性測量。不過一邊組裝一邊測量可得到更多樂趣。

2.由于本電路使用220V交流，因此在組裝時必須注意安全。當(dāng)然為安全起見在調(diào)試時您可用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，接地線與本電路的地相連，如果沒有6V的電源，接5V也是可以的，只是數(shù)據(jù)與下面所說的有所不同。

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

4.焊接好C、R、Q、R，此時在B用萬用表可測量得到3V左右的電壓。給點(diǎn)掌聲，用萬用表即可觀察到指針偏轉(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，用萬用表可觀察到C處電壓變低。

這樣制作出的聲光控延時開關(guān)，在白天光照好的時候，不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過數(shù)十秒后自動熄滅，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

首先筆者通過查閱相關(guān)資料、新聞報道，收集和整理了普通門鎖現(xiàn)存的問題及危險因素；其次，對這些問題進(jìn)行科學(xué)分析，找出解決這些問題的科學(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)過查詢資料得可知，目前普通門鎖還欠缺的部分有：①如果有人在門外長時間站立，準(zhǔn)備撬門而入，普通門鎖無法報警；②鑰匙經(jīng)常遺忘在門上，使偷盜者有可乘之機(jī)；③晚上開門時，沒有光源，無法確定鎖孔位置。

二、功能分析

通過上述分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，這些問題都是較為普遍存在的，也是需要著手解決的。因此，筆者特地請教了指導(dǎo)老師，咨詢了工程技術(shù)人員，對問題進(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.利用超聲波測距收發(fā)一體模塊，探測門鎖周邊（門外）、近距離（距離已在制作時設(shè)定）是否有人。

2.門外有人，系統(tǒng)記錄其停留時間，若超過設(shè)定值（時間已在制作時設(shè)定），打開門鎖周邊的LED燈和蜂鳴器，啟動報警。

3.通過壓控開關(guān)，探知鑰匙是否插入，超過設(shè)定時間（門外無人時），打開門鎖周邊的LED燈和蜂鳴器，啟動防遺忘報警，從而提醒使用者。

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

三、科學(xué)原理

1.照明模塊

打開電源開關(guān)，啟動系統(tǒng)。超聲測距裝置探測近距離（已設(shè)定超聲測定距離20cm）是否有人，若有人，光感電路啟動，并自動判斷周圍光照程度，啟動照明模塊工作，鎖孔周圍的LED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

打開電源開關(guān)，啟動系統(tǒng)。超聲測距裝置探測近距離（已設(shè)定超聲測定距離20cm）是否有人，若有人，并停留了一定時間（已設(shè)定6秒），此時，若還未打開門鎖或離開（移出測定距離），報警程序立即啟動，開始發(fā)出響聲，從而起到報警提醒和防盜的作用（如圖3）。

3.鑰匙防遺忘模塊

打開電源開關(guān)，啟動系統(tǒng)。鑰匙插入鎖孔，壓控開關(guān)啟動，同時超聲測距裝置探測近距離（已設(shè)定超聲測定距離20cm）是否有人，若長時間無人（已設(shè)定6秒），鑰匙防遺忘程序立即啟動，開始發(fā)出報警聲，提醒使用者及時拔走鑰匙，以防遺忘（如圖4）。

四、制作圖紙

如圖5所示，感應(yīng)式多功能防盜門鎖，包括門鎖主體10、電源20、電路板30、鑰匙孔裝置40、光敏電阻50及蜂鳴器60，所述門鎖主體10正面上設(shè)有一個拉手101，反面的電源20、光敏電阻50及蜂鳴器60通過導(dǎo)線和電路板30相連接，門鎖主體10反面的電源20、鑰匙孔裝置40及蜂鳴器60之間通過導(dǎo)線相連接，光敏電阻50位于光敏孔501內(nèi)，鑰匙孔裝置40上設(shè)置有一個壓控開關(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之間通過導(dǎo)線相連接；門鎖主體10正面設(shè)有超聲波測距孔602，蜂鳴器60位于蜂鳴孔601內(nèi)，超聲波測距孔602內(nèi)的超聲波測距裝置與蜂鳴器60之間通過導(dǎo)線相連接。

五、制作過程

1.主要工具

萬用表、電烙鐵、工具鉗、稈錐、膠槍、鋸子等。

2.制作材料

木材、超聲測距裝置、電池、光敏電阻、蜂鳴器、LED燈、壓控開關(guān)、導(dǎo)線、門鎖、門把手等。

3.作品結(jié)構(gòu)

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

4.制作流程

（1）根據(jù)作品的要求，對木材進(jìn)行適當(dāng)裁剪，拼接成一個簡單的房屋形狀，并設(shè)計一個大小合適的門。

（2）在門上按作品要求分別挖出門鎖孔、照明孔、光敏電阻孔和發(fā)聲孔等，同時安裝一個門把手。

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

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

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

（6）效果測試：開機(jī)測試，確保所有系統(tǒng)均能正常工作后，使用電烙鐵將線路接頭焊好，并封裝成品。

六、制作成品

1.作品圖片

2.使用說明

（1）主要功能：

感應(yīng)式多功能防盜門鎖，它具有如下作用：

①開鎖時輔助照明。

②非正常開鎖嫌疑時，發(fā)聲報警，從而防盜。

③鑰匙插入鎖孔時，發(fā)出音樂聲，提醒使用者，防止鑰匙遺忘。

（2）參數(shù)設(shè)置：

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

①報警時間長短設(shè)置由單片機(jī)控制完成，已設(shè)定時間為6秒。

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

③光照程度設(shè)置外部條件，可通過改變光敏電阻完成。

3.使用簡介

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

（2）若該物體（人）停留一定時間后，還未打開門鎖或離開（移出測定距離），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)無法啟動時，應(yīng)檢查電池是否需要更換；②無法照明時，應(yīng)檢查LED燈是否損壞；③異常情況時無響聲，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）超聲波測距，通過超聲波探測周圍（可設(shè)定感知距離）是否有人，并通過時間來確定是否啟動報警。

（2）光敏電阻，通過感光度來確定是否打開照明裝置，從而實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)亮照明等。

（3）壓控開關(guān)，使得鑰匙長時間停留在鎖孔內(nèi)時，報警并提醒使用者取走鑰匙。

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

（5）通過現(xiàn)有技術(shù)集成，有效地將超聲波測距、光敏電阻、壓控開關(guān)等結(jié)合在一起，形成一個完整的系統(tǒng)。

2.創(chuàng)新性討論

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

（2）本作品在制作后已及時申請了中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)專利，并取得授權(quán)，授權(quán)公告號為：CN203285164U，授權(quán)日期：2013年11月13日。

3.進(jìn)一步改進(jìn)

（1）遠(yuǎn)程報警：增加無線通訊功能，使報警裝置與移動終端（戶主手機(jī)和公安報警處）連接，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報警。

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

（3）記憶功能：增加一個記憶功能，若插入的不是匹配的鑰匙，則也可啟動報警，確保了“技巧”開鎖的情況出現(xiàn)。

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

八、反思

篇8

關(guān)鍵詞： 電器；電子元器件；檢測方法

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。電子元件指在工廠生產(chǎn)加工時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，它對電壓、電流無控制和變換作用，所以也稱無源電器。電子器件是指在工廠生產(chǎn)加工時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，它對電壓、電流有控制和變換作用，所以也稱有源電器。而電子元器件的損壞，一般很難憑眼睛觀察發(fā)現(xiàn)，一般都必須借助檢測儀器才能判斷發(fā)現(xiàn)，（除明顯的損壞，燒壞外）這就給檢測人員提出了更高的要求，檢測人員必須對各種元器件的特性及特點(diǎn)有一定的認(rèn)識和了解，在檢測過程中，對于電路故障的檢測必須提高檢測的效率，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程中自然損耗最常見的有接點(diǎn)開路，例如器件間接觸不良、線路中的導(dǎo)線折斷，插撥端口斷開等等，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)開路三種故障。其中，電器設(shè)備中最多的元件是電阻，常見的電阻類型有金屬膜電阻、保險電阻、碳膜電阻、線繞電阻等，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，最常見的損壞是開路。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)致電器無法正常使用，主要出現(xiàn)的故障有：① 開路或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的電路用萬用表對比去檢測引腳間正、反電阻的異常就能排查出其中個別引腳電阻間的異常。③ 用萬用表R×1k測，PN各項(xiàng)測量值均正常，開機(jī)后不能正常工作，只檢測出PN結(jié)的特性變差，而用R×1或R×10低量程檔測，PN結(jié)正向阻值就會發(fā)現(xiàn)比正常值大。④ 開機(jī)時正常，但熱穩(wěn)定性明顯變差，工作一段時間后，發(fā)生軟擊穿。電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別，將萬用表置R×10或R×1檔（用R×10檔，不明顯時再用R×1檔）在路測二、三極管的反向電阻和PN結(jié)正，測量二、三極管可用指針萬用表在路測量，較準(zhǔn)確的方法是能測量正常值（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，該測量值表明該P(yáng)N結(jié)正常，用萬用表低阻值班檔在路測量時，可以基本忽略電阻對PN結(jié)電阻的影響，如還有值得懷疑的地方，即焊下后再測量。通常，線圈內(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方法

3.1 固定電阻器的檢測

想要測出實(shí)際的電阻值在一般情況下，可將萬用表兩表筆（不分正負(fù)）分別與電阻的兩端引腳相接來測量，使用萬用表檢測10pF以下的小電容，而萬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。為了提高測量精度，家電應(yīng)該根據(jù)歐姆采用中間一段分度來計量，電阻標(biāo)值來選擇相適應(yīng)的量程。以及非線性的刻度關(guān)系，所測量值較為精細(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

普通固定電阻測量可用萬用表進(jìn)行檢測，在測量過程中檢測方法及注意事項(xiàng)，水泥電阻也與其相同。

3.3 熔斷電阻器的檢測

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，是用于電路過流的保護(hù)器件，若熔段電阻器中電流超過額定的倍數(shù)，負(fù)荷過重，就會出現(xiàn)發(fā)面發(fā)黑或燒焦的現(xiàn)象，若其表面沒有任何熔燒的痕跡，則表明電阻中的電流沒有超過額定的電壓負(fù)荷或等于或稿大于電壓負(fù)荷的熔斷值，在其測量過程中可以通過觀察其阻值，在使用萬用表測量時，若電阻器已損壞或失效，則測量值為無窮大?？蓪⑷蹟嚯娮杵饕欢藦碾娐飞虾赶拢灰嗽倌脕硎褂玫碾娮杵?，一般在測量時與標(biāo)稱值相差較大，檢測時還應(yīng)該注意，在世界上熔斷電阻檢測中也會存在少數(shù)被擊穿短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.4 電位器的檢測

選用萬用表電阻檔的適當(dāng)量程，測量時，將兩表筆分別接在電位器兩個固定引腳焊片之間，若電位器已損壞或已開路，則在測量電位器電阻時，所測得阻值會與標(biāo)稱阻值相距較大，或?yàn)檩^標(biāo)稱阻值大或直接為無窮大。若電位器只是存在接解不良的狀況，在測量阻值的旋轉(zhuǎn)過程中，表針會有跳動現(xiàn)象。將兩表筆分別接電位器中心頭與兩個固定端中的任一端，慢慢轉(zhuǎn)動電位器手柄，使其從一個極端位置旋轉(zhuǎn)至另一個極端位置，而正常的電位器，萬用表針指示的電阻值應(yīng)從標(biāo)稱阻值（或0Ω）連續(xù)變化至0Ω（或標(biāo)稱阻值）。

3.5 正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）的檢測

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。用萬用表測兩引腳的實(shí)際阻值和標(biāo)稱值，將兩值對比，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。除了常溫檢測還可以進(jìn)行加溫檢測，是在常溫檢測的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻，若將其加熱后，各項(xiàng)阻值都無變化，則說明其性能損壞或變劣，為防止將其長期燙壞，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

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，想要測試出RT的實(shí)際值，在選擇萬用表測量NTC標(biāo)稱值時應(yīng)該選擇合適的電阻檔，而所謂的RT是生產(chǎn)廠家在25℃衡溫下所測試出來的，所以在測試RT時，我們應(yīng)該盡量選擇與這個溫度相接近的溫度，這樣也保證其測量結(jié)果的精確可信度，為了不引起電流熱效應(yīng)的誤差，在測量功率的選擇上不要超過規(guī)定功率，但因NTC熱敏電阻對溫度很敏感，測試時，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測試產(chǎn)生不利影響，從而影響其準(zhǔn)確度，估測溫度系數(shù)αt：要計算法時首先用溫度計測量出熱敏電阻RT表面的平均溫度T2，在T1溫度下測量出電阻值RT1，再用電烙鐵作用其中的熱源，靠近熱敏電阻RT，測出RT2。

3.7 壓敏電阻（氧化鋅避雷器）的檢測

選擇用萬用表的R×1k擋測量，將兩表筆來測量兩引腳之間的正、反向絕緣電阻，如果測量出來的結(jié)果中電陰很小，說明壓敏電阻已經(jīng)損壞，不能正常使用。如果測量結(jié)果均為無窮大，說明其使用正常，否則，說明漏電流大。

3.8 光敏電阻的檢測

生產(chǎn)商會根據(jù)光敏電阻的對于其光線的敏感波段使用適合的光源來檢測其敏感效果并且做出敏感性能的分類。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），使用萬用表測試光敏引腳輸出端，光敏電阻的暗電阻R值即可得到。在測量時，萬用表的指針基本保持不動，且其阻值又接近無窮大，則說明其電阻性能越好。如果光敏電阻已經(jīng)燒穿或損壞了，則此測量值會極小或接近于零。越好的光敏電阻，只要將光源對準(zhǔn)電阻的透光窗口，就能觀察到萬用表指針大幅度擺動。不能繼續(xù)使用的情況還包括光敏電阻內(nèi)部開路損壞，則其測量值很大甚至無窮大。

參考文獻(xiàn)：

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

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

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

篇9

上個月，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，科技呂老師讓我積極參加這次活動，爭取制作出一個新穎別致的作品。

從那天開始，每天放學(xué)寫完作業(yè)，我就開始認(rèn)真思考到底制作一個什么樣的作品呢？忽然，一個我以前就有過的想法閃現(xiàn)在我的腦海里，那就是去年一個歹徒進(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，還有報道說一些小學(xué)和幼兒園也有歹徒進(jìn)入傷人。從那以后，我一直有一個想法，那就是能不能設(shè)計一個簡單實(shí)用的報警裝置，當(dāng)校外人員進(jìn)入我們學(xué)校時，能夠發(fā)出報警聲提醒傳達(dá)室的值班人員呢？

對！我就制作這個報警系統(tǒng)的模型，于是我上網(wǎng)查閱了很多資料，又向家長虛心請教這方面的知識，并讓家長帶我到電子元件商店購買了所需的元件。

經(jīng)過思考和研究，我決定把這個報警裝置命名為《磁、光控校門識別器》。說干就干，我找出一個我小時候的動物玩具，這個玩具是一個光敏電阻控制的猴子，用手擋住光敏電阻然后手離開，它就會發(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，由于那個玩具的工作原理和我要求的正相反，經(jīng)過向老師和家長請教，增加一個三極管作為反向器，把電路變成有人通過光敏二極管時就報警，同時在發(fā)聲電路上增加一個常閉干簧管，本校同學(xué)手持一片特制的識別磁卡通過光敏二極管時，由于磁卡會把常閉干簧管的觸點(diǎn)吸開，那樣通過時就不會發(fā)出報警聲了，當(dāng)沒有識別卡的校外人員進(jìn)入我們校門時，一旦經(jīng)過光敏二極管時，傳達(dá)室的報警裝置就會發(fā)出報警聲。

篇10

熱點(diǎn)之一：節(jié)能

能源與社會的發(fā)展息息相關(guān)，從一定意義上說，社會發(fā)展史就是一部能源開發(fā)利用史，但隨著化石能源的急劇消耗，節(jié)約能源、開發(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?？萍蓟顒咏M用以下方法來研究家用電燈和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，分別開燈10分鐘，把溫度計的玻璃泡放在距離亮燈大約2厘米處，測出各自的溫度。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，溫度計示數(shù)越高，說明燈將電能轉(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，圖1乙中電流最大，說明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于2010年5月1日拉開帷幕。

（1）中國館、主題館等屋頂和玻璃幕墻上都安裝了太陽能發(fā)電設(shè)施，預(yù)計一年可發(fā)電500萬度，試計算這些電能可供多少盞“220V1000W”的照明燈全年每天使用15小時？（一年按365天計）

（2）減少排放，是世博會“低碳”理念的基本要求。如圖1甲是測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，觀察電壓表示數(shù)就能判斷CO含量是否超過要求。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，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)新是一個民族前進(jìn)的不竭動力。創(chuàng)新并不是科學(xué)家的專利，對于初中生而言，更應(yīng)該培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，只要仔細(xì)觀察，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）求脫水時的正常工作電流。

（3）某次洗衣時，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求加熱過程消耗的電能；

③若加熱時電能的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。