教具制作-温控和光控传感演示仪

教具制作-温控和光控传感演示仪

传感器是能将感受到的物理量（如温度、光照度、声波等）转换为便于测量的物理量的一类元件，如半导体材料制成的热敏、光敏二极管等，在生产、科研、医疗器械领域的自动控制、信息处理技术中有着广泛的应用。新编高中物理教材第二册“传感器的简单应用”一节在讲述了传感原理之后，介绍了两个演示实验。为了进一步提高实验的可见度和趣味性，笔者制作了两台传感演示仪，经课堂实际使用，效果较为理想，现将制作过程介绍如下。

1.温控风扇演示仪

⑴ 元件及材料

以下材料各一只（件）：晶体三极管3AX81，φ10㎜红色发光二极管，小电动机，3.9KΩ热敏电阻，6.8KΩ电阻，4.7KΩ无开关电位器， 1×2钮子开关，9V叠层电池，60㎝×40㎝木板。 3DG6（或是3DG201）三极管2只， 2.2KΩ电阻2只，10KΩ电阻2只，接线柱20只，红绿两种“即时贴”粘胶纸若干，2㎝×2㎝L型铝合金装饰条2m，铝合金三角搁脚一副，白漆、螺丝螺母、导线各适量。

⑵ 制作

① 用砂纸打磨木板、填上腻子后油漆成白色基板。用铅笔轻轻地将电路图1画到基板上，注意在基板下方要留出一定的位置，以备粘贴仪器的名称之用。② 用直尺、圆规、美工刀等工具将红色“即时贴”截成宽1㎝的长条若干，再剪5个外径7㎝，内径6㎝的空心大圆。③ 在基板电路图的黑点处钻上安装接线柱的小孔。 ④ 依照电路图在基板上逐一贴上表示导线和元件的“即时贴”，其中5个空心大圆用以表示3个晶体管、一个发光管和小电动机。⑤ 在基板的正面，用接线柱固定所有的元件，基板的背面则用导线把元件按图1连接起来。为了整体美观起见，可考虑把电动机和发光管安装到基板的正上方。⑥ 用厚0.5㎜左右的塑料板制作一只三叶风扇，中心钻孔后套在电动机轴心上。最后用绿色“即时贴”剪出仪器名称贴在基板下方。⑦ 用L型铝合金条将基板四边包裹，最后在下部的左右方装上三角搁脚。

⑶ 调试与使用

   本电路结构简单，左边4个电阻组成一个电桥电路，3个晶体管起到电流放大作用，被控电路则是串连在一起的小电扇和发光管，经检查无误后即可通电。闭合K，缓缓调节R3的阻值，使R3＝R1，（R1会随温度的变化而发生改变），此时电桥平衡，小电扇和发光管均处于将工作而未工作状态。然后用手捏紧感温元件R1，不到3秒钟，电桥的平衡被破坏，在放大电路的作用下，小电扇被推动，同时发光管发出艳丽的红光；手离开R1后，由于温度下降，R1的阻值再次起变化，失衡的电桥又恢复至平衡状态，小电扇和发光管都停止工作。

   说明： 制作小电扇的电动机可用废弃随身听上的小电动机，因为它的启动电流很小，宜在本处使用。如用131电机，则须对其改制，即把原线包拆下来，改用φ0.09㎜漆包线，每个线槽上绕200圈即可。

2.   光控报警演示仪

⑴ 元件及材料（见表）

元件、材料表

⑵ 制作

前面几个步骤与《温控电风扇演示仪》相同，其电路如图2所示。这里主要介绍一下闪烁灯及讯响器。

闪烁灯是一个无稳态电路，利用RC电路的充放电原理，两个三极管自动交替地进行开关转换工作，使红、绿发光二极管闪烁发光，图3为其电原理图。改变 R1、R2及C1、C2的值，可使灯的闪光频率发生变化。

讯响器可用四声报警集成块，也可将废弃的装有四声报警讯响电路的玩具汽车或玩具冲锋枪上的相关部分拆下后装在本仪器上。（建议选用四声报警声中的消防车警笛声，此声较能扣人心弦）。扬声器可用普通的2英寸或2.5英寸永磁式的。讯响器与闪烁灯并联后由两节5号干电池供电。

   本仪器调试也较简便：闭合图2中的K，使R2处于阻值最小处，将手电筒的光照到光敏管集光窗上，缓缓转动R2的转轴，使继电器吸合，此时警笛鸣叫，红、绿灯不停地闪烁；手电筒熄灭，则声、光具无。感光灵敏度可以由R2来调整，本器灵敏度极高，因此外照光线也可以是窗外微弱的自然光。

                                             附图如下