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關鍵詞:555定時器; LabVIEW; 光敏電阻; 自動測試系統
中圖分類號:TN911.734 文獻標識碼:A 文章編號:1004373X(2012)22013602
0 引 言
光敏電阻器件是光信號轉換類傳感器,光敏電阻不只局限于對光的探測,它還可以作為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進行檢測,只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可,因而在工業自動控制及智能機器人中得到廣泛應用[1]。本測試系統主要用于光敏電阻的光照特性的研究,裝置包含電路板的設計,電路的制作,信號的接收和采集電路,光電信號的控制等,由LabVIEW語言編寫程序 ,并對這些器件的性能數據、脈沖進行處理分析等一系列過程,組成一個完整的可以對光敏電阻的特性進行自動測試、記錄、分析的系統。處理方法相對比較簡單,系統可應用光電自動測試系統中的測量分析,它可廣泛應用于為路燈監控、高壓控制、溫度監測、防盜等電子行業[24]。
1 光敏電阻測量方案的實現及模塊電路
電阻測量的方案很多,最基本的就是根據R的定義式來測量。根據R=U/I求電阻,這種測量方法要同時測出2個模擬量,不易實現自動化,因此,運用數字電子技術并結合當代最新科技成果,設計轉換頻率測電阻是目前的要求。很多儀表都是把較難測量的物理量轉變成精度較高且較容易測量的物理量。基于此思路,把電阻的參數轉換成頻率信號,然后用LabVIEW程序采集計數后再運算并求出R的值并送顯示,轉換原理是555多諧RC振蕩器。其實,這種轉換就是把模擬量近似地轉化為數字量,頻率是LabVIEW程序很容易處理的數字量,這種數字化處理一方面便于使儀表實現智能化;另一方面也避免了由指針讀數引起的誤差[59]。
1.1 系統方案設計分析
本設計方案的整體框圖如圖1所示。采用由主控芯片NE555P組成的RC振蕩電路把要測的電阻的阻值轉換成頻率值,然后由計算機LabVIEW程序采集檢測頻率值,再把頻率值換算成電阻值送顯。電阻的自動篩選是由鍵盤輸入篩選要求的阻值大小及其允許的誤差值,經軟件把要求與測得的電阻值進行比較,把結果送顯。自動測量信號并顯示測得的阻值曲線圖是由計算機LabVIEW程序控制外置電路LED燈電壓變化,從而使其發光光強發生改變,以致其阻值大小產生變化,然后由軟件逐步檢測阻值并由軟件處理后以曲線圖形顯示在液晶屏上。
圖2是一個由555時基電路構成的多諧振蕩電路,由該電路可以測出量程在100 Ω~1 MΩ的電阻。該電路的振蕩周期為:T=t1+t2=(In 2)(R+Rx)C+(In 2)RxC
=(In 2)(R+2Rx)C
(1)式中:t1為輸出高電平的時間;t2為輸出低電平的時間,則Rx=12(ln 2)fC-12R。
圖2 由555定時器組成的多諧振蕩電路2 信號采集和處理
自動測試系統的信號采集處理為軟硬件處理,通采集卡采集的來自振蕩電路輸出的電信號,經過設計的LabVIEW程序處理分析,最后把結果從液晶屏顯示出來[10]。采集程序如圖3所示。程序按順序向AO口(模擬輸出,到LED)輸出線性變化的N個電壓值,輸出每個電壓值的同時555定時器芯片的信號通過AI(模擬輸入)采集到計算機,將信號進行傅里葉變換后得到頻譜曲線。然后通過找出頻譜曲線的最大波峰對應的橫坐標得到該信號的頻率,最后把得出的N個頻率代入公式中,就得到N個電壓對應N個電阻的值的曲線。另用一個變阻箱代替光敏電阻并在光敏電阻阻值范圍內取20個值進行輸出頻率的測量,畫出關系圖為一次函數曲線,用LabVIEW得出斜率與截距再代入主程序模塊輸出理論曲線并與LabVIEW從光敏電阻采集得到的實驗曲線進行對比。
用一個變阻箱代替光敏電阻接入電路并在光敏電阻的變化阻值范圍取20個值用示波器測量出每個阻值時的輸出頻率,并利用LabVIEW軟件實現兩者關系截距與斜率的測量。通過編程,將第一步得出的結果帶入主程序模塊,接通系統軟硬件器件點擊運行。外置LED燈控制電路的電壓的改變,導致發射光強的變化,振蕩電路中光敏電阻的阻值也隨之發生改變,即輸出信號頻率發生變化。由程序采集并處理,得出光敏電阻阻值與光強對應的外置電路電壓的關系曲線,紅色為理論參數下的UR曲線,白色為實際參數下的UR曲線,如圖3所示。由圖3的UR曲線圖看出,在外置電壓較小即LED未啟動,其發出光強為零,此時光敏電阻阻值幾乎不變,當當電壓增加,即LED發出光強變大時,光敏電阻阻值迅速作出反應變化。圖中紅色曲線是根據理論公式:Rx=12(ln 2)fC-12R≈1.432fC-12R 相關理論參數代入程序而得出的理論曲線,圖中黃色曲線是根據Rf的實際相關關系而得出的公式:Rx=Af-B=687 337.66f-461.54代入程序而得出的曲線。
3 結 語
本設計基于LabVIEW的光敏電阻自動測試系統采用由555定時器組成的RC振蕩電路把要測的電阻值轉化成LabVIEW程序容易處理的頻率信號,然后由采集卡實現對頻率的采集測量,并由LabVIEW程序完成測量值的處理、顯示。本設計的測阻電路比傳統的電阻測量電路簡單,可以廣泛應用于各種控制系統中。
本設計中基于LabVIEW的光電自動測試系統有以下優點:
[論文關鍵詞]電視廣告;民族文化
在廣告發展史上,電視廣告的歷史雖然短暫,但由于它所依賴的媒體是目面最有影響力、最具有優勢的媒體之一,因此,電視廣告在各國的廣告媒體中都發揮著最為明顯的優勢作用,有著最為廣泛的影響力。
一、電視廣告界定
1.概念界定
廣告一詞源于國外,長期以來人們對廣告的定義不盡相同,麗電視廣告的含義也是眾說紛紜。王詩文主編的《電視廣告》一書,認為“電視廣告是一種通過電視媒體傳播,運用音畫結合的表達方式、傳播特定廣告信息內容的廣告。”這種定義方式顯然是從電視媒介的傳播特點角度出發,然而忽略了電視廣告作為一種廣告形式的本質屬性,即商業性。結合國家工商行政管理局編寫的《廣告專業基礎知識》一書中對廣告所做的定義,筆者認為,電視廣告的含義應理解為:以付費的方式,通過電視媒介,運用音畫結合的表達方式、傳播一定的信息,以期達到一定目的的有責任的信息傳播活動。
2.電視廣告的特點
電視廣告相對于其他的媒介廣告有著自身獨特的優勢和吸引受眾的特殊魅力。首先,電視廣告傳播迅速,覆蓋面廣泛,可以使電視廣告深入到不同消費層次的家庭,產生廣泛的影響,其傳遞信息范圍之大、面積之廣是其他任何媒體都無法比擬的。其次,電視廣告具有聲音及畫面雙重承載與顯示能力,使電視廣告形象具有直觀性、生動性和感染力,讓消費者獲得“既見其人,又聞其聲”的審美感受。在這樣的感受中,容易引發觀眾的情感體驗,產生對產品的認同感,從而促成購買行為。
二、民族文化在電視廣告中的運用
“廣告作為一種文化行為,一種文化體系表現,是現代社會的產物,是現代社會文化中最具活力的文化現象.民族文化是傳統文化,是歷史的積淀。”而當廣告成為一種文化,就不得不重視民族文化。尤其在受眾接受電視廣告信息時,民族文化心理往往是最為主要的因素,盡管它不為觀眾所察覺,卻始終在潛移默化地發揮著作用。民族文化是指一個民族在長期的社會歷史實踐中創造出的有別于其他民族的物質文明和精神文明。中國人深受儒家思想的影響,孔子推崇的“仁”、“中庸”等思想影響了中華民族數百年,因此中國的傳統文化強調整體,非常重視家庭與親情。
1.“家”文化
家在中國人心目中有著特殊的地位和意義,家是中國人的情感歸屬和生存依托。由家而衍生的親情從古至今為中國人所歌頌。正因如此,電視廣告在創意上與家相聯系,以親情感染觀眾、引起共鳴就成為了電視廣告常用的方法。最典型的例子要數由王姬主演的《孔府家酒·回家篇》,廣告通過一系列畫面,刻畫出離家在外的游子對家鄉的思念之情,以及家的溫馨、祥和,并由小家推及大家,體現了中華民族濃厚的家國思想,賦予了產品獨特的象征意義,廣告語“孔府家酒,叫人想家”也易于引起消費者的情感共鳴,產生品牌認同。廣告播出后,獲得了專家和觀眾的一致贊揚,產品也創下了當年白酒銷量居全國第一的驚人業績。近些年,家文化越來越受到創意人員的重視,在廣告中運用親情策略的例子不勝枚舉。哈藥六廠的公益廣告《洗腳篇》充滿了關愛、孝順、親情,體現了中華民族的傳統美德,受到了電視觀眾的普遍認可。由蔣雯麗領銜主演的太太樂雞精廣告,以蔣雯麗精湛的演技配以滿文軍的歌曲《懂你》,將母愛之偉大和平凡發揮到了極致。中國觀眾對家的眷戀,對親情的高度關注,為電視廣告的創意及策劃提供了廣闊的思路。
2.民俗文化
“中國民俗元素是中華民族寶貴的財富,將中國特有的民族元素運用到廣告當中是中國廣告發展的潮流和趨勢。”民俗又叫民風或習俗,是一個國家,一個地區或一個民族在地理環境,經濟情況,社會生活等諸多因素綜合作用下,在漫長的社會歷史發展過程中逐漸形成并世代相傳的特殊的風俗習慣和文化事象。民俗文化由于其特有的魅力,近些年來倍受廣告商的青睞。如福文化在我國的民間文化中具有非常重要的地位,寄托了中國老百姓對生活的美好向往,在中國人心目中占有不可替代的地位。近些年打福文化牌的現象在我國比較普遍,如食品類的“福滿多”方便面、酒類行業的“金六福”酒、櫥衛的“特福牌”電蒸鍋、首飾行業的“天福牌”金銀首飾、“周大福”首飾等。1998年金六福白酒電視廣告以廣告語“金六福——中國人的福酒”首次在廣告中將傳統的“福”文化與產品相結合,將金六福的品牌文化提升到一種民族的“福”的高度,贏得了市場強烈反響。膾炙人口的福滿多方便面廣告語“福氣多多,滿意多多”,不僅將品牌名稱巧妙地融合在廣告語中,還以祝愿式的表現形式充分地彰顯了福文化的魅力,體現了深厚的民族文化底蘊。甚至百事可樂、可口可樂、麥當勞等洋品牌及國內的非常可樂等民族品牌也在節日期間不約而同地推出賀歲廣告片,這都體現了人們對民俗文化的日益重視。
三、電視廣告創意的文化策略
中國本土的廣告要得到中國觀眾的認同,為消費者所理解和接受,就必須深入了解中華民族的傳統文化思想,從消費者的接受心理人手,創作具有中國特色的、具有民族文化色彩的廣告,不斷地從民族文化中吸取精華,這樣才能贏得中國消費者的認可,從而達到促成購買的目的。在電視廣告制作中可充分借助電視廣告的各個構成要素,巧妙地融人中華民族文化的精髓,使廣告作品在塑造品牌的同時,兼顧商業性、藝術性與社會性,從而贏得廣告消費者的認可。
1.廣告畫面
畫面素材是電視廣告的主體,也是電視廣告吸引觀眾的首要要素。在電視廣告策劃及創意過程中,可在畫面表現的人、事、物中直接運用民族文化元素進行創意。如在電視畫面中根據表現的主題,直接展示具有中國特色的民俗、人物、歷史、建筑等等,使之與廣告產品巧妙地融合,突出產品的文化價值,從而實現廣告的訴求目的。如90年代紅遍中國的南方黑芝麻糊廣告,通過對古老巷子、油燈等的展現,勾起了人們的懷舊情結,引起消費者的好感。奧運會《迎奧運,樹新風》的系列宣傳片中,故宮、長城、胡同、京戲等形象體現了鮮明的中國特色,與現代都市畫面的結合,給人以貫通古今的審美感受。
2.音樂、音響
音樂、音響在電視廣告中起到渲染氣氛或情感、表達主題的作用。根據廣告表現的主題運用具有民族文化特色的音樂也是廣告創意表達的方式之一。如周潤發代言的《百年潤發》電視廣告,整個廣告以京戲作為背景音樂,巧妙地將中國的國粹融入故事之中,既賦予了產品深刻的文化內涵,同時也寓意著百年潤發這一品牌的悠久。金六福酒的廣告“婚嫁篇”中以手鼓、嗩吶為背景音樂,烘托了婚慶熱鬧、喜慶的氣氛,展示了中國傳統婚禮習俗,同時也深化了“好日子離不開金六福酒”這一主題。
3.電視廣告語
關鍵詞:智能照明;單片機;壓力傳感器;光敏電阻
中圖分類號:TP319 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)06-0259-03
1緒論
隨著科學技術的發展,智能系統在我們日常生活中所占的比重越來越大。智能照明也成為一個重要方向。在生活中,隨處可見的智能照明設計,如智能燈、在照明方面的計算機硬件和軟件的控制。
本系統主要由信號采集模塊、處理模塊和執行模塊三個部分組成。信號采集模塊主要由光敏電阻和壓力傳感器構成,用于檢測周圍的環境情況,確定照明燈周圍的光照強度和檢測是否有人經過,并將檢測到的信號傳送給處理器。處理器接收到信號,對信號進行分析、判斷,然后輸出控制信號。控制信號由執行器執行,控制燈光回路的閉合或斷開。
2硬件設計
2.1 系統的總體設計方案
系統的主要結構為信號采集(由光敏電阻和壓力傳感器構成)、單片機基本控制系統和LED燈顯示系統。外接的光敏電阻和稱重傳感器接收到信號后,將信號通過放大器處理后傳輸給單片機,單片機分析處理信號,控制三個LED燈的顯示。
2.2 亮度傳感電路
亮度傳感電路包括光敏電阻和亮度比較電路。
2.2.1亮度傳感器
光敏電阻器又叫做光感電阻,是利用的半導體材料制成的電阻器,這種電阻器的電阻值會隨著光照強度的變化而變化;光照強度強,電阻p小;光照強度弱,電阻增大。光敏電阻制成梳狀,這樣則是為了獲得高的靈敏度。光敏電阻實際使用中白天電阻值為10千歐左右,晚上為0.5兆歐左右。
2.2.2連接電路
圖2前部分為亮度傳感電路,R4為光敏電阻,亮度傳感電路使用光敏電阻就是利用光敏電阻感光特性,根據光照強度的變化使電阻阻值產生變化,將檢測到的光強信號傳送給亮度比較電路。LM393N稱為雙電壓比較器,是高增益,寬頻帶器件,內含兩個比較器。將輸入端接收到的電壓信號通過比較器比較后輸入到單片機P1.0口檢測控制D1的點亮和熄滅。
2.3 壓力傳感電路
壓力傳感電路包括壓力傳感器和壓力放大、比較電路。
2.3.1壓力傳感器
壓力傳感器,是對重力敏感的敏感元件,本設計中使用的傳感器最大承重量為2kg(實際使用需要使用大約100kg承重量的傳感器或者根據使用者實際情況而定)。采用的是電橋平衡原理,受到壓力時,彈性元件產生形變。壓力傳感器將檢測到的電壓信號傳送到LM358D中進行放大。
2.3.2 壓力傳感電路
LM358D是一塊運算放大電路,該電路既可在單電源工作,也可在雙電源條件下工作。其特點就是電源電壓工作范圍寬。當傳感器檢測到重量時,將采集到的信號通過LM358D進行220倍放大,此時393的5腳電平低于6腳,7腳輸出低電平,燈亮;反之,無重量檢測,5腳電平高于6腳時7腳輸出高電平,燈滅。R6用于調節觸發閥值。R7、R8、R10、R11為LM358D的偏置與反饋。
2.4 顯示燈驅動電路
圖5為顯示燈驅動電路,主要由一個貼片三極管、繼電器和兩個LED燈等組成,當接入高電平時,三極管導通,輸出低電平。當線圈中有電流通過,產生電磁效應,銜鐵在電磁力的作用下吸向鐵芯,繼電器吸合。這時燈電源被接通。
3軟件設計
3.1 亮度檢測模塊
由光敏電阻感應光強,無光照,LED1燈亮;有光照,LED1燈不亮。設計原理如圖6所示。
3.2壓力檢測模塊
由壓力傳感器感應重量,有重量時LED2燈亮,無重量時LED2不亮。設計原理如圖7所示。
3.3系統總體設計
光敏電阻檢測是否有光照,沒有光照LED1亮,有光照結束。壓力傳感器檢測是否有重量,有重量LED2亮,沒有重量LED2不亮。當滿足持續存在壓力和保持無光,LED3、LED4持續點亮狀態;若其中任意一項不滿足,則LED3、LED4延遲10s熄滅。
4實物調試結果
根據設計要求選擇元器件,依照電路圖進行焊接。將調試好的程序加載到單片機內,接通電源檢測電路是否正常。
4.1 壓力模塊檢測
將外接稱重傳感器接口對照著插入SIP四角,紅線在上接電源,按下按鈕,此時電路通入電流。輕按傳感器,檢測到重量,D2燈亮,D1、D3、D4不亮。可調電阻用于調節觸發閥值。本設計使用的稱重傳感器最大承重量為2kg。
4.2光敏感應檢測
接通電源后,左手握住光敏電阻,降低光照強度,此時燈D1亮,D2、D3、D4不亮,將手松開后,光照強度變強,燈自動熄滅。可調電阻用于調節觸發閥值。
4.3 整體檢測
接通電源,用手握住光敏電阻,光照強度減弱,此時燈D1亮;再輕壓稱重傳感器,檢測到重量,此時燈D2亮,兩燈同時一閃熄滅后,此時燈D3、D4亮,若保持存在的壓力和較弱的光照強度,照明燈不熄滅,若兩個條件有任意一個不符合則照明燈延遲10s后自動熄滅。
5結論
本設計是基于單片機的家庭門燈控制系統,通過硬件與軟件設計,模擬實現了智能控制,當外界光線暗且同時檢測到有人時,門燈會自動打開。反之,這兩個條件中任何一個不滿足,燈都不會打開,達到了智能、節約的目的。
參考文獻:
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特征曲線常見的有熱敏電阻的“伏―安”特性曲線,光敏電阻的“電阻―照度”曲線,磁敏電阻的“電阻―磁感應強度”曲線,還有“電阻率―濃度”曲線,等等.它們多為非線性函數.
1.1給出數據,讓考生自己繪出圖線
繪圖時要注意縱、橫軸代表的物理量及其單位,標度、原點的選取,錯誤數據的排查.主要考查學生的繪圖能力.
例1(2009年山東卷):為了節能和環保,一些公共場所使用光控開關控制照明系統.光控開關可采用光敏電阻來控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度而發生變化的元件(照度可以反映光的強弱,光越強照度越大,照度單位為Lx).某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如表1:
表1照度(Lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018①請在給定的坐標系(圖1)中描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說明阻值隨照度變化的特點.
②如圖2所示,當1、2兩端所加電壓上升至2 V時,控制開關自動啟動照明系統,請利用下列器材設計一個簡單電路.給1、2兩端提供電壓,要求當天色漸暗照度降低至1.0(Lx)時啟動照明系統,在虛線框內完成電路原理圖.(不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材如下:
定值電阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限選其一,并在圖中標出);光敏電源E(電動勢3 V,內阻不計);開關S及導線若干.
點評此題是以“研究光敏電阻的阻值隨光照強度變化的規律”為背景,結合數據,繪制圖線,選擇器材,并設計電路.本題坐標系已經建好,考生只需將數據點描繪出來即可,但描點和繪圖時要求考生既要耐心,又要細心.
簡析①描點后的圖線如下圖3所示.光敏電阻值隨光照強度的增加非均勻減小.
②電路圖如圖4所示.照度為1.0 Lx時對應的電阻值為20 kΩ,要使U12=2 V,則定值電阻上的電壓為1 V,由分壓關系知,定值電組應選R1=10 kΩ.
小結如果坐標系既沒有給出原點坐標,又沒有給出標度值,均由考生自己選定,此時有一總的原則:圖線盡量分布在坐標紙的中央區域.
1.2給出圖線與數據,分析應用
要充分研究圖線的數學特點,再結合物理含義,提煉出隱含的信息,才能更準確地作出判斷.考查學生的理解能力,綜合分析能力,獲取新信息的能力.
例2(2008年山東卷)“巨磁電阻”效應已獲諾貝爾獎.材料的電阻隨磁場的增加而增大的現象稱為磁阻效應,利用這種效應可以測量磁感應強度.若圖5為某磁敏電阻在室溫下的“電阻~磁感應強度”特性曲線,其中RB、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值.為了測量磁感應強度B,需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB.請按要求完成下列實驗.
(1)設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻值的電路,在圖6的虛線框內畫出實驗電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出),待測磁場磁感應強度大小約為0.6~1.0 T,不考慮磁場對電路其它部分的影響.要求誤差較小.提供的器材如下:
一、二極管的單向導電性類習題
例1(2006?海淀)閱讀下面短文,回答問題。
二極管的導電特性
二極管是一種電學元件,它最重要的特性就是單向導電性。圖1甲所示是二極管的實物圖和它的電路圖符號,在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。下面通過簡單的實臉說明二極管的單向導電性。
方法是:將二極管與一個小燈泡、一個開關串聯在干電池兩端。閉合開關后,若燈泡亮,表明二極管的連接方式是圖1乙所示,這種連接方式相當于電路中的通路狀態;若燈泡不亮,表明二極管的連接方式是圖1丙所示,這種連接方式相當于電路中的斷路狀態。這個實驗很直觀地說明了二極管的單向導電性。
(1)把二極管、小燈泡、電池、開關分別連接成圖2所示電路,請分別說明閉合開關后甲、乙電路中的小燈泡是否發光?
(2)請設計一個實驗,利用二極管判斷蓄電池的正負極(沒有電壓表、電流表,其他器材自選)。請在虛線解析:(1)由二極管的單向導電性可知:電流由二極管的正極流入,二極管相當于一根導線,電路形成通路;電流由二極管的負極流入,二極管相當于開關斷開,電路形成斷路。所以,圖2甲中小燈泡發光,圖2乙中小燈泡不發光。
(2)電路圖如圖3所示。判斷方法:閉合開關后,若小燈泡亮,則二極管正極一端是蓄電池的正極;若小燈泡不亮,則二極管正極一端是蓄電池的負極。
二、光敏電阻的性質類習題
例2(2007?連云港)圖4甲所示是某生產流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖。其中S為一激光源,R1為光敏電阻(有光照射時,阻值較小;無光照射時,阻值較大),R2為定值保護電阻,a、b間接一“示波器”(示波器的接入不影響電路)。光敏電阻兩端的電壓隨時間變化的圖象,可由示波器顯示出來。水平傳送帶勻速前進,每當產品從傳送帶上通過S與R1之間時,射向光敏電阻的光線會被產品擋住。若運送邊長為0.1 m,質量為0.6 kg的均勻正方體產品時,示波器顯示的電壓隨時間變化的圖象如圖4乙所示。請回答下列問題:
(1)此產品的密度為多大?
(2)產品對傳送帶的壓強為多大?(g取10 N/kg)
(3)已知計數器電路的電源電壓恒為6 V,保護電阻R2的阻值為40 Ω,求光敏電阻在兩種狀態下的阻值分別為多大?光敏電阻1 h消耗的電能為多少?
(3)有光照射時
U1=2 V
U2=U-U1=4 V
光被擋住時
U1′=4 V
U2′=U-U1′=2 V
光敏電阻1 h消耗的電能
W總=W1+W2=(480+240) J=720 J
三、壓敏電阻的性質類習題
例3(2007?鎮江)有一種測量壓力的測力計,其原理圖如圖5所示,電源電壓為6 V,并保持不變。R是一個壓敏電阻,R0是一個阻值為400 Ω的定值電阻,它能對壓敏電阻R起保護作用,G是由量程很小的電流表改裝成的指針式測力顯示器。R的阻值可隨壓力F的大小變化而改變,其關系如下表所示且保持不變。
(1)根據表中數據在圖6所示坐標系中畫出壓敏電阻R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象。
(2)利用表中的數據或R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象,歸納出R的阻值隨壓力F的大小變化的關系式。
(3)若電阻R0的耐壓值(即能承受的最大電壓)為5 V,則該測力計的最大測量值為多少牛頓?
解析:(1)用描點法作出圖象,圖象見圖7。
式為R=kF+b,代入相關數據可得R=300-0.4F。
(3)從上式可知:當壓力增大時,壓敏電阻值減小;當電阻R0兩端電壓U0=5 V時,壓敏電阻兩端的電壓次函數關系所以測力計顯示器的刻度是不均勻的。
四、熱敏電阻的性質類習題
例4(2008?蘇州)小明在科技活動中,了解到有一種用半導體材料制成的熱敏電阻,其電阻R隨溫度T變化的圖象如圖8甲所示。
(1)熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而_____________(選填“增大”或“減小”)。
(2)小明想利用熱敏電阻制成溫度報警器。實驗室中現有兩只外形完全相同的電阻R1和R2,其中一只為熱敏電阻,另一只為定值電阻(阻值不隨溫度的變化而變化)。為了辨別它們,小明設計了如圖8乙所示的電路。
①接下來小明應如何操作?
答:__________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
________________________________________________。
②根據觀察到的什么現象辨別出熱敏電阻?
答:__________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
________________________________________________。
解析:(1)由圖象可知,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。