光敏、湿敏、热敏蜂鸣器.doc

目录
第一章绪论 2
1.1电路简略介绍 2
1．1. 1光敏蜂鸣器（湿敏、热敏） 2
1．2. 2光敏蜂鸣器电路及其原理（湿敏、热敏） 2
第二章元器件介绍以及测试 3
2．1电阻的测试 3
2．1．1碳膜电阻 3
 2．1．2光敏电阻 3
2．1．3湿敏电阻 4
2．1．4热敏电阻 4
2．2电容的测试 5
2. 3  三极管的测试 5
2．4 555芯片 6
第三章制作与调试 7
3．1光敏蜂鸣器的制作与调试 7
3．2湿敏调试 7
3．3热敏调试 7
第四章个人小结 8
附录 9
参考文献 10

第一章绪论
1.1电路简略介绍
1．1. 1光敏蜂鸣器（湿敏、热敏）
电路中，555 和 R1、RG1、C1 等组成多谐振荡器，光敏电阻 RG1 是利用光致导电的特性，它的阻值会随照射光的强度而变化，当光照射时阻值小，光照弱时阻值大。本电路利用这一光敏特性，来改变振荡器的充放电的时间的常数，从而改变多谐振荡器的频率，本电路的振荡频率为：=1.44(R1+RG1)C1，555输出的可变频率信号经过 R2限流后，驱动三极管 VT1带动扬声器发出多变的鸣叫声。 
如果手拿实验电路板移动，扬声器就会随这移动时光照强度的变化，发出多变的鸣叫，如果将本电路放置在霓虹灯前，则扬声器就会随着光线强度变化无穷的音色。 
1．2. 2光敏蜂鸣器电路及其原理（湿敏、热敏）

（光敏蜂鸣器原理图）

第二章元器件介绍以及测试
2．1电阻的测试
2．1．1碳膜电阻
碳膜电阻器是膜式电阻器(Film Resistors)中的一种。它是采用高温术真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小，通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。

  碳膜电阻误差率一般分为三个等级：I级的误差率为5%，II二级的误差率为10%，III级的误差率为20%  
  碳膜电阻器常用符号RT作标志，R代表电阻器，T代表材料是碳膜，例如，一只电子枪外壳上标有RT47kI的字样，就表示这是一只阻值为47kΩ，允许偏差为±5%的碳膜电阻器。  
  碳膜电阻的额定功率不再电阻的外壳上标出，而以电子枪的长度和直径的大小来区别，长度大、直径大的电阻器功率大。碳膜电阻器有轴向引线、领带式引线以及不接引线等方式。碳膜电阻器的阻值范围为1Ω~10MΩ。额定功率有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10W等。  
普通碳膜电阻的体形较大，为了适应小体积的电阻装置的需要，又生产出小型碳膜电阻器RTX型，功率仅为0.125W，大多制成色码电阻。
 2．1．2光敏电阻 
定义：电阻值弱而改变的电阻器。主要用于光的测量、光的控制、和光电转换。
如图：光敏电阻器都制成薄片结构，以便
能吸收更多的光能。该类电阻器的特点是入射光越强，电阻值就越小，入射光越弱，电阻值就越大。如声控灯中采用了光敏电阻器座为白天控制灯光的装置。 随入射光强弱变化而明显变化的光敏元件 

光敏电阻器简介：  
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体，及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时。
 2．1．3湿敏电阻
 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。工业上流行的湿敏电阻主要有:氯化锂湿敏电阻,有机高分子膜湿敏电阻
2．1．4热敏电阻
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成， 热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。[1]
利用的原理是温度引起电阻变化．若电子和空穴的浓度分别为n、p，迁移率分别为μn、μp，则半导体的电导为：
σ=q（nμn+pμp）

因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线．这就是半导体热敏电阻的工作原理．
热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。

2．2电容的测试
测量电容器时用电阻档，电容量越大所选量和越小，有充放电能力初步判断是好的，再测量一下反向测量一下电阻越大越好，在路测量要先放电，以免损坏电表。
1 陶瓷电容器
陶瓷电容器 （ceramic capacitor；ceramic condenser ） 就是用陶瓷作为电介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后经低温烧成银质薄膜作极板而制成。它的外形以片式居多，也有管形、圆形等形状。

陶瓷电容器是以陶瓷材料为介质的电容器的总称。其品种繁多，外形尺寸相差甚大。按  
使用电压可分为高压，中压和低压陶瓷电容器。按温度系数，介电常数不同可分为负温度系数、正温度系数、零温度系数、高介电常数、低介电常数等。此外，还有I型、II型、III型的分类方法。一般陶瓷电容器和其他电容器相比，具有使用温度较高，比容量大，耐潮湿性好，介质损耗较小，电容温度系数可在大范围内选择等优点。广泛用于电子电路中，用量十分可观。

2. 3  三极管的测试 
1判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PNP型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。  
  2判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1K挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。     
3判别高频管与低频管高频管的截止频率大于3MHz，而低频管的截止频率则小于3MHz，一般情况下，二者是不能互换的。     
4在路电压检测判断法  
在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上，由于元件的安装密度大，拆卸比较麻烦，所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡，去测量被测三极管各引脚的电压值，来推断其工作是否正常，进而判断其好坏。
2．4 555芯片
555时基集成电路，是由21个晶体三极管，4个晶体二极管和16个电阻组成的定时器。有分压器、比较器、触发器和放电器等功能的电路，它具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试就可以做成多种小路，远远优于二极管电路。
555时基电路国内外的型号很多，如国外产品有NE555、LM555、A555和CA555等；国内型号有5G1555、SL555和FX555等。它们的内部结构和管脚序号都相同，因此可以直接互相代换，但要注意，并不是所有的带555数字的集成块都是时基集成电路。如MMV555、AD555和AHD555等都不是时基集成电路。

第三章制作与调试
3．1光敏蜂鸣器的制作与调试
制作：
光敏蜂鸣器所用到的主要元器件：555芯片、光敏电阻、三极管、电容、电阻、蜂鸣器、+5V电源。
根据元器件与原理图对万能板分析设计其走线方式（设计简单和清晰的电路），然后安插元器件对其进行焊接。
调试：
光敏电阻在光线的照射下为2.6KΩ，在没有光线照射下为30KΩ,C1电容为0.01uf，R1的阻值为10KΩ。本电路的的振荡频率为：f=1.44(R1+2RG)C1所f1=1.44/(10K+2*2.6K)*0.01U=9.47KHz f2=1.44/(10K+2*30K)*0.01U=2.06KHz
本电路利用光敏特性来改变振荡器的频率。当有光线照射在光敏电阻上时振荡频率大所以蜂鸣器响，而没有光线照射在光敏电阻上时振荡频率小所以蜂鸣器不

光敏蜂鸣器成品图
3．2湿敏调试
按原图接上湿敏电阻调试，观察蜂鸣器的反应。
3．3热敏调试
按原图接上热敏电阻调试，观察蜂鸣器的反应。

第四章个人小结
通过这次光敏蜂鸣器的设计，学生们收获了很多。 在此次电路设计中，学生们投入了最大的热情和精力，仔细研究电路图、认真选择元器件、实践焊接电路，每一个过程都是最好的锻炼机会，其过程中出现了不少的问题（焊接过程中电路出现了虚焊等）。但同学们没有气馁，没有退缩，同学互助，设计电路，安装，焊接，调试，和指导老师一起分析电路的工作原理、验证电路的可行性。事实也证明同学的努力没有白费，认真严谨的实习态度给学生们带来了成功的喜悦！ 
像555定时器、三极管那样的常用电子器件还有很多，学生们并不是对它了如指掌加上对模电和数电知识的生疏，开始时觉得无从下手，这也反映出学生们在电子电路的实践方面的缺乏。经过一番自学，将要用到的555和三极管、蜂鸣器弄明白，对设计有了很大的帮助。焊好后进行适当的调试，最终获得成功，完成之时，相当有成就感。因此，在理论知识外，同学们还需多多实践，理论联系实际，提高他们的综合专业素质。 

附录

名 称
数 值
数 量
型 号
热敏电阻

1

湿敏电阻

1

碳膜电阻
10KΩ
1

碳膜电阻
100Ω
1

三极管
203
1
S9013/H331
555芯片

2
IC1
光敏电阻
2.6K~30K
1
625A
陶瓷电容
0.01UF
3

蜂鸣器

1

参考文献
1. 杨志忠、卫桦林编，杨志忠主编 《数字电子技术》第2版 
2. 胡晏汝主编，耿苏燕副主编  《模拟电子技术》第2版
3百度百科：
4谷歌搜索：

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