設計一個新穎實用的光電測控裝置

㈠ 某同學利用光電門感測器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恆的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A

㈡ 光電感測器原理是什麼

光電感測器是採用光電元件作為檢測元件的感測器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然後藉助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電感測器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。 光電感測器原理是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的。 光電感測器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發送器、接收器和檢測電路。 發送器對准目標發射光束，發射的光束一般來源於半導體光源，發光二極體(LED)、激光二極體及紅外發射二極體。光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極體、光電三極體、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其後面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。 此外，光電開關的結構元件中還有發射板和光導纖維。

㈢ 我要用光電感測器做一個計時裝置。構思：光電感測器檢測兩個信號一個開始一個結束，到計算機上顯示時間

這分有點少吧。。。
需要：光電感測器，24v電源，採集卡（接線卡+相關板卡）回，相關接線
安裝好答採集卡軟硬體，接入信號，編程讀取信號
一個信號觸發開始時獲取系統時間
另一個信號觸發開始時再獲取一次系統時間
兩個時間求差

㈣ 初一的科技小發明 簡單點 不要太難

回家拿點砂糖，把砂糖放到可以加熱的容器中煮熔化變成液體後，再把它倒到另一個圓形的容器中凝固，這樣你就可以做棒棒糖啦。做完玩發明就把那糖給老師吃就行啦！
1.我們知道通常我們的抽屜里會發現一些舊電池，但是我們也不知道還有沒有電，如果放進用電器來檢驗很麻煩而且無法知道它電剩餘量。所以，你可以做一個小驗電器。
方法簡單如下：使用一個小燈泡，很小的那種（像掛墜或玩具燈上的，五金店都有賣）。然後用兩根細漆包線分別連接燈上。兩根線的另一端分別用於接你要檢驗的電池的正負極。根據小燈泡的亮度，就可以判斷電池的電量了。

2.拿把破雨傘，把布拆掉，拿一條電線，一頭接電視或收音機，一頭接到傘上面，就是一個好好的信號接受器。你想專業一點就在傘上面多繞幾圈鐵絲就行了。這是最省錢，快捷的方法，只是有點搞笑。

3將一根火柴和一根縫被的大針並在一起，用包香煙的鋁箔將它們緊緊地包裹起來，再將有火柴頭的一端的鋁箔彎折過來密封捻緊。然後在靠近尾部的地方裝上定向尾翼，把針拔出，就成了一個很簡單的反沖火箭。
實驗時，把小火箭放在鐵絲架上，點燃一根火柴，對准鋁箔筒包有火柴頭的部位加熱。當溫度升高到火柴頭的燃點時，箔里的火柴匣被點燃，使周圍的空氣急劇膨脹，氣體從尾口高速噴出。由於反沖作用，火箭筒便從架上向前飛了出去。
如果在鋁箔中包兩根頭對頭放置的火柴，兩端都不封閉。將它放在上，從中部加熱。當筒內火柴點燃後，氣體從兩頭噴出，鋁箔筒仍停留在架上，從而說明了系統的動量守恆.

4把兩個同樣的量角器在圓心處鉚合並能靈活轉動，把上面的量角器沿右端挫一個長l厘米的缺口,量角時，讓它的張開與待測角的兩條邊重合，缺口所指示的刻度就是這個角的度數;畫角時，先將缺口對准規定刻度，再沿張開處畫兩條射線就完成了。這種量角器還能測立體物(如螺帽)的角度。
因這種量角器使用時形似剪刀，我們把它叫「剪刀式量角器」。

5
我把我同學當年的小製作推薦給你吧。
他做的是個電子小天平模型，注意，這是個模型，只能稱量很輕的物體，比如說兩個小紙屑。製作需要的材料是：一塊木板（最好薄一點，不要太大），一個墊圈，曲別針，錐子，電烙鐵，幾根導線，兩個發光二極體，一節電池。這些材料都很好找，發光二極體如果沒有的話可以去電子市場買到，很便宜的。
製作過程是這樣的：在木板中間用錐子轉一個小孔，將一個曲別針彎成勾形，與木板垂直的通過小孔固定在木板上，勾上能掛住墊圈就可以。然後取兩枚曲別針，將其一半拉直，只保留一個拐彎，實際上拉直的部分就是天平的臂，剩下彎曲的部分就是托盤。另一個曲別針也做同樣的操作。然後將兩枚曲別針和墊圈焊在一起，墊圈在中間，曲別針要成一條直線。然後將墊圈掛到勾上，調整勾與木板的距離，大約3mm即可。然後在兩個托盤下固定兩枚曲別針，曲別針旁邊准備用發光二極體作指示燈。在木板下面設立電路，天平就相當於單刀雙擲開關。這個電路就相當於兩個迴路，共用一個電源，兩個發光二極體。只要左邊沉，左邊的托盤就會和他下面的別針連通，從而電路接通，二極體發光；若兩邊重量相等，電路不通，兩個二極體均不亮。

補充了一些 希望你能滿意！
最後祝你製作成功，心情愉快！

一，小天平
溫馨提示:必須在家長的幫助下進行啊！

1.先將三合板切成A、B、C、D。

2.在B的底端開口。C、D的中間開口。

3.將三根細條如圖中插好。

4.將A釘在B的中上段，但注意不要釘死，要能活動自如。

5.用三合板裁出月牙形的標板，並標上刻度。

6. 再裁一小條用萬能膠水固定在A上，如圖。

7.裁兩個圓片，大小相等。

8.在上邊各扎四個小孔。

9.在A的兩邊各切一個小槽。

10.用細線栓住圓片，天平就做成了。

接下來就可以發揮你自己的想像，把小天平裝飾一下，做完實驗還可以拿來當小擺設，真是一舉兩得啊

二，演員走鋼絲

演員在走鋼絲表演時總拿一根長長的棍棒。也許人們會想，這不是增加演員的負擔嗎？等你做完下面的實驗，就會改變這種看法了。

一、材料

白色硬紙板一塊，10厘米長鐵絲一根，圖釘一枚，橡皮泥一團，長30厘米寬2厘米薄鐵皮一條，膠帶、膠水、剪刀、尺等。

二、製作

1.用硬紙剪一個小人形狀，畫上五官，塗上色彩，背後貼一張支撐條，小人腳部向前折，支撐條向後折，用膠水粘一枚圖釘，剪去多餘部分，圖釘尖向後折。

2.把鐵絲抹直，用橡皮泥捏兩個相同大小的小球，固定在鐵絲的兩端，再用膠帶將鐵絲中間處粘在小人「雙手」上，小人就能站立了。

3.用尺垂直抵在鐵皮中心紙上，將鐵皮折成直角，角朝下斜放在桌上，再用膠帶固定住，放正小人，釘鉤對准槽溝，小人就能從上端徐徐滑下而保持平滑。

三、揭秘

物體受到地球的引力，一個物體的平衡取決於它重心的位置，重心越低物體越平穩，長而下垂的棍棒起到降低重心的作用，重量的增加也有利於平衡，因此，演員走鋼絲時要拿根棍棒。

三，熱氣球（孔明燈）的製作

我們一起來製作一個熱氣球通過電吹風的熱風，可以使它徐徐上升，和真的熱氣球效果一樣。
1.首先我們用軟紙裁出6～8個葉狀的紙片。

2.將它們對折並用膠水將它們的邊粘在一起作成一個氣球。

3.用膠帶將四根連線粘到氣球底部。用橡皮泥將線的另外一端固定在桌子上。

4.盡量將電吹風的速度調的很慢。將吹風口向上對准底部的開口並且打開開關。氣球會慢慢變大拉緊細線並且離開桌面。
你可以做會掃地的烏龜嘛,鞋刷有吧,把鞋刷的把柄磨掉,在上面按上斯驅車上的馬達,再在上面粘上蛋糕盤,做一點裝飾,啟動馬達,小烏龜就走啦!
准備好做沙盤的材料和工具：底盤，軌道，顏料，草粉，草皮，硅膠槍，廢報紙，白膠，石膏等。
按需要，可以自己設計軌道的形狀和高度,用熱硅膠拈合起來。(注意：一定要粘的牢,不能有松動或者傾斜)

在軌道上粘上美紋紙，以防在製作過程中有雜物進入，不宜清除。用廢報紙塑造事先設計好的造型，可以用美紋紙固定，然後蓋上石膏綳帶，噴上清水。
基本形狀固定好之後，再澆上石膏，這樣會使整個造型更堅固，也便於上色。(注意：在澆石膏時小心避開軌道)

在已製作好的造型上粘上建築物。
上色，上色是注意要先畫深色的再畫中間色，最後畫高光，被風化效果，再種上植被。

種上植被，撒上草粉後，基本上完成了簡單沙盤的製作，最後別忘了用砂皮打一下軌道，這樣就完成了
做個孔明燈吧！
它自己可以飛起來！
2.1取材和製作
①取一隻大號極薄的塑料手提袋，手提處剪平。
②取一根長約60cm的細銅絲(可用多股軟銅線中的一股銅絲)，兩端分別系在方便袋口子兩邊。
③在細銅絲中間包上適量棉花，簡易孔明燈便製成了。如圖。

2.2放飛

選擇沒有風的地方(室內也可)，一人兩手分別捏住方便袋底部兩角，使之開口朝下，並使包有棉花的細銅絲自然下垂。再在棉花上倒上適量酒精，點燃酒精，幾十秒鍾後，孔明燈便會騰空而起。

2.3注意

①酒精棉花不宜太重，一般可使總質量(方便袋、細銅絲、酒精棉花的總質量)在5g以下較易起飛。

②細銅絲長度要適當，以使酒精燃燒後不致溶化塑料袋為好，並注意防止失火。

③如果想把它拉下來，事先可在細銅絲中間再系一根細銅絲讓它下垂
演員在走鋼絲表演時總拿一根長長的棍棒。也許人們會想，這不是增加演員的負擔嗎？等你做完下面的實驗，就會改變這種看法了。

一、材料

白色硬紙板一塊，10厘米長鐵絲一根，圖釘一枚，橡皮泥一團，長30厘米寬2厘米薄鐵皮一條，膠帶、膠水、剪刀、尺等。

二、製作

1.用硬紙剪一個小人形狀，畫上五官，塗上色彩，背後貼一張支撐條，小人腳部向前折，支撐條向後折，用膠水粘一枚圖釘，剪去多餘部分，圖釘尖向後折。

2.把鐵絲抹直，用橡皮泥捏兩個相同大小的小球，固定在鐵絲的兩端，再用膠帶將鐵絲中間處粘在小人「雙手」上，小人就能站立了。

3.用尺垂直抵在鐵皮中心紙上，將鐵皮折成直角，角朝下斜放在桌上，再用膠帶固定住，放正小人，釘鉤對准槽溝，小人就能從上端徐徐滑下而保持平滑。

三、揭秘

物體受到地球的引力，一個物體的平衡取決於它重心的位置，重心越低物體越平穩，長而下垂的棍棒起到降低重心的作用，重量的增加也有利於平衡，因此，演員走鋼絲時要拿根棍棒
做針孔照相機
方法：
針孔照相機
根據小孔成像的原理可以製成小孔成像儀，在其屏幕上可以看到清晰的圖像，若在屏幕的位置裝上感光底片，還可以拍出清晰的照片來，這就成了針孔照相機；不過這得要做一個「快門」和一個裝底片的槽。另外，在密封上也比製作一般的小孔成像儀要求更嚴格些。
針孔照相機的構造如圖10．6－l所示，機身全部用馬糞紙粘合而成，分前蓋和後罩兩部分。
【製作方法】

按圖10．6－2、10．6－3、10．6－4的尺寸（δ為馬糞紙的厚度）畫在馬糞紙上，並沿各圖的實線剪開，再用小刀沿各虛線輕輕刻過，切勿刻透，以便在折彎時折出一個直棱來。然後將各片的兩面均塗上黑色。
將剪下的前蓋外層展開圖（圖10．6－2）沿諸虛線折彎90°，圍成一個五面紙盒，（小舌粘在盒的外側）用膠帶紙條粘好。再把一片120膠卷黑色襯紙貼在開有圓孔的一面上，用針在圓孔中心襯紙上刺一個小孔，直徑約0．4毫米（12號縫衣針直徑約0．4毫米）。再按圖10．6－1所示，在小孔的側邊張貼一紙槽，紙槽內插一硬紙條，既可充當快門，又可保持小孔清潔。

將剪下的前蓋內層展開圖（圖10．6－3）沿諸虛線折彎90°，使之成一個方筒，並將介面處粘好（小舌粘在方筒內側）。再將有缺口的一端諸梯形小舌折倒成一紙框，並把加固框（圖10．6－4）拿來對准缺口粘在一起。按加固框的尺寸再用硬紙片剪一個紙框，對齊缺口附在加固框上，並用膠帶條在外部把這個紙框與方筒粘牢，加固框與硬紙框之間就形成一個紙槽，底片即可從有缺口的一邊裝進或取出，缺口是為裝卸底片方便而設的。內層做好後，應與外層粘在一起，即將方筒另一端的各梯形小舌沿虛線折彎90°，塗好膠水，對齊缺口，邊套進外層，邊在各面的內外層之間插一馬糞紙片，以保證各面內外層的間隙相同，待內層前端與外層有圓孔的一面粘牢後，再抽出插進的馬糞紙片，前蓋就做好了。

關於後罩的製作，除側邊寬度為80＋26毫米和底面無小孔外，其他都與前蓋外層製作相同，參照前蓋外層展開圖和相應的尺寸下料製作即可。

【使用方法】

1．針孔照相機的像距約64毫米和透光孔徑0．4毫米都是固定的，因此光圈也是固定的，實驗得知光圈數約為160。當被攝景物亮度不同時，只能用曝光時間來調整。由於一般照相機的光圈數為22左右，查不出光圈160的曝光時間來，因此可根據曝光時間之比等於光圈比的平方（即t1：t2＝（F1：F2）2）來確定。例如，攝某景物時，用光圈16曝光時間為1／30秒，則用針孔照相機光圈160時曝光時間就應為3．3秒。最佳曝光時間還應該通過實驗來確定。

2．用針孔照相機拍照片時取景方法如圖10．6－5所示。用一隻眼睛貼緊一邊中點，向對邊兩端點「瞄準」看出去，那麼，夾在這個角內的部分就是被攝取的范圍。移動相機與所攝景物間的距離，可改變像的大小。

3．曝光：取好被攝景物，計算好曝光時間，把遮蓋小孔的硬紙片拉開，到預定曝光時間關閉即可。

4．裝片和卸片：單張60×60毫米2的底片常不易買到，需用大的底片加以裁剪。裝片，卸片，裁剪底片都要在不透光的暗室中進行。

【注意事項】

1．製作時要仔細，不能有漏光現象。

2．針孔要圓而且邊緣要光滑。

3．由於曝光時間較長，故以拍靜物為宜

既輕便、又不彎腰的拖地工具—— 鞋拖。

製作方法：1、鞋拖要比自己平時穿的鞋子大一些，便於套穿在鞋子上。

2、用碎布條作鞋底上的拖把條，拖把條上面釘一層較厚的塑料 底，既防水又耐用。

3、用布殼和防水布做成鞋幫，鞋幫的後根安上一條拉鏈，穿脫方便。把鞋幫和鞋底連起來，鞋拖就做成了。

㈤ 光電感測器的原理

由光通量對光電元件的作用原理不同所製成的光學測控系統是多種多樣的,按光電元件(光學測控系統)輸出量性質可分二類,即模擬式光電感測器和脈沖(開關)式光電感測器.模擬式光電感測器是將被測量轉換成連續變化的光電流,它與被測量間呈單值關系.模擬式光電感測器按被測量(檢測目標物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恆光源發出的光能量穿過被測物,部份被吸收後,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恆光源發出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射後投射到光電元件上;所謂遮光式是指當光源發出的光通量經被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關.
光敏二極體是最常見的光感測器。光敏二極體的外型與一般二極體一樣，當無光照時，它與普通二極體一樣，反向電流很小（<&micro;A），稱為光敏二極體的暗電流；當有光照時，載流子被激發，產生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參與導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，於是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。
光敏三極體除了具有光敏二極體能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極體相差不大，一般光敏三極體只引出兩個極——發射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。為增大光照，基區面積做得很大，發射區較小，入射光主要被基區吸收。工作時集電結反偏，發射結正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三極體的穿透電流還小；當有光照時，激發大量的電子-空穴對，使得基極產生的電流Ib增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極體要比光電二極體具有更高的靈敏度。
工作原理
光電感測器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的。
光電感測器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發送器、接收器和檢測電路。
發送器對准目標發射光束，發射的光束一般來源於半導體光源，發光二極體(LED)、激光二極體及紅外發射二極體。光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極體、光電三極體、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其後面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。
此外，光電開關的結構元件中還有發射板和光導纖維。 ⑴槽型光電感測器
把一個光發射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側組成槽形光電。發光器能發出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作，輸出一個開關控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。
⑵對射型光電感測器，若把發光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大，一個發光器和一個收光器組成對射分離式光電開關，簡稱對射式光電開關。對射式光電開關的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用對射式光電開關時把發光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號。
⑶反光板型光電開關
把發光器和收光器裝入同一個裝置內，在前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控製作用，稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關。正常情況下，發光器發出的光源被反光板反射回來再被收光器收到;一旦被檢測物擋住光路，收光器收不到光時，光電開關就動作，輸出一個開關控制信號。
⑷擴散反射型光電開關
擴散反射型光電開關的檢測頭里也裝有一個發光器和一個收光器，但擴散反射型光電開關前方沒有反光板。正常情況下發光器發出的光收光器是找不到的。在檢測時，當檢測物通過時擋住了光，並把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關信號。
沒有信號輸出的原因
首先要考慮的是接線或配置的問題。對於對射型光電感測器必須由投光部和受光部組合使用，兩端都需要供電；而回歸反射型必須由感測器探頭和回歸反射板組合使用；同時，用戶必須給感測器提供穩定電源，如果是直流供電，必須確認正負極，如若正負極連接錯誤則會導致輸出信號沒有。
上述的原因分析是對光電感測器本身的考慮，我們還需要考慮的是檢測物體的位置問題，如果檢測物體不在檢測區域，這樣的檢測是徒勞的。檢測物體必須在感測器可以檢測的區域內，也就是光電可以感知的范圍內。其次，要考慮感測器光軸有沒有對准問題，對射型的投光部和受光部光軸必須對准，對應的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對准。同樣還要考慮的是檢測物體是否符合標准檢測物體或者最小檢測物體的標准，檢測物體不能小於最小檢測物體的標准，從而避免導致對射型、反射型不能很好檢測透明物體，像反射型對檢測物體的顏色有要求，顏色越深，檢測距離就越近。
如果以上情況都可以很明確地做出排除後，我們需要做的事就是檢測環境的干擾因素。如光照強度不能超出額定范圍；如果現場環境有粉塵，就需要我們定期清理光電感測器探頭表面；或者是多個感測器緊密安裝，互相產生干擾；還有一種影響比較大的是電氣干擾，如果周圍有大功率設備，產生干擾時必須要有相應的抗干擾措施。如果做過上述的逐一排查，這些因素都可以明確地排除還是沒有信號輸出的話，建議退回廠家檢測判斷。 光電感測器通常由三部分構成，它們分別為：發送器、接收器和檢測電路。
發射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈做為光源，這些小而堅固的白熾燈感測器就是如今光電感測器的雛形。
接收器有光電二極體、光電三極體及光電池組成。光敏二極體是現在最常見的感測器。光電感測器光敏二極體的外型與一般二極體一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便於光線射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極體工作在反向偏置的工作狀態下，並與負載電阻相串聯，當無光照時，它與普通二極體一樣，反向電流很小稱為光敏二極體的暗電流;當有光照時，載流子被激發，產生電子-空穴，稱為光電載流子。
此外，光電感測器的結構元件中還有發射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發射裝置，它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束准確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的范圍改變發射角，使光束幾乎是從一根發射線，經過反射後，仍從這根反射線返回。 ⑴槽型光電感測器
把一個光發射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側的是槽形光電。發光器能發出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作。輸出一個開關控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。
⑵對射型光電感測器
若把發光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發光器和一個收光器組成的光電開關就稱為對射分離式光電開關，簡稱對射式光電開關。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號。
⑶反光板型光電開關
把發光器和收光器裝入同一個裝置內，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控製作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關。正常情況下，發光器發出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時，光電開關就動作，輸出一個開關控制信號。
⑷擴散反射型光電開關
它的檢測頭里也裝有一個發光器和一個收光器，但前方沒有反光板。正常情況下發光器發出的光收光器是找不到的。當檢測物通過時擋住了光，並把光部分反射回來，收光器就收到信號，輸出一個開關信號。