设计一个新颖实用的光电测控装置

㈠ 某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A

㈡ 光电传感器原理是什么

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 光电传感器原理是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

㈢ 我要用光电传感器做一个计时装置。构思：光电传感器检测两个信号一个开始一个结束，到计算机上显示时间

这分有点少吧。。。
需要：光电传感器，24v电源，采集卡（接线卡+相关板卡）回，相关接线
安装好答采集卡软硬件，接入信号，编程读取信号
一个信号触发开始时获取系统时间
另一个信号触发开始时再获取一次系统时间
两个时间求差

㈣ 初一的科技小发明 简单点 不要太难

回家拿点砂糖，把砂糖放到可以加热的容器中煮熔化变成液体后，再把它倒到另一个圆形的容器中凝固，这样你就可以做棒棒糖啦。做完玩发明就把那糖给老师吃就行啦！
1.我们知道通常我们的抽屉里会发现一些旧电池，但是我们也不知道还有没有电，如果放进用电器来检验很麻烦而且无法知道它电剩余量。所以，你可以做一个小验电器。
方法简单如下：使用一个小灯泡，很小的那种（像挂坠或玩具灯上的，五金店都有卖）。然后用两根细漆包线分别连接灯上。两根线的另一端分别用于接你要检验的电池的正负极。根据小灯泡的亮度，就可以判断电池的电量了。

2.拿把破雨伞，把布拆掉，拿一条电线，一头接电视或收音机，一头接到伞上面，就是一个好好的信号接受器。你想专业一点就在伞上面多绕几圈铁丝就行了。这是最省钱，快捷的方法，只是有点搞笑。

3将一根火柴和一根缝被的大针并在一起，用包香烟的铝箔将它们紧紧地包裹起来，再将有火柴头的一端的铝箔弯折过来密封捻紧。然后在靠近尾部的地方装上定向尾翼，把针拔出，就成了一个很简单的反冲火箭。
实验时，把小火箭放在铁丝架上，点燃一根火柴，对准铝箔筒包有火柴头的部位加热。当温度升高到火柴头的燃点时，箔里的火柴匣被点燃，使周围的空气急剧膨胀，气体从尾口高速喷出。由于反冲作用，火箭筒便从架上向前飞了出去。
如果在铝箔中包两根头对头放置的火柴，两端都不封闭。将它放在上，从中部加热。当筒内火柴点燃后，气体从两头喷出，铝箔筒仍停留在架上，从而说明了系统的动量守恒.

4把两个同样的量角器在圆心处铆合并能灵活转动，把上面的量角器沿右端挫一个长l厘米的缺口,量角时，让它的张开与待测角的两条边重合，缺口所指示的刻度就是这个角的度数;画角时，先将缺口对准规定刻度，再沿张开处画两条射线就完成了。这种量角器还能测立体物(如螺帽)的角度。
因这种量角器使用时形似剪刀，我们把它叫“剪刀式量角器”。

5
我把我同学当年的小制作推荐给你吧。
他做的是个电子小天平模型，注意，这是个模型，只能称量很轻的物体，比如说两个小纸屑。制作需要的材料是：一块木板（最好薄一点，不要太大），一个垫圈，曲别针，锥子，电烙铁，几根导线，两个发光二极管，一节电池。这些材料都很好找，发光二极管如果没有的话可以去电子市场买到，很便宜的。
制作过程是这样的：在木板中间用锥子转一个小孔，将一个曲别针弯成勾形，与木板垂直的通过小孔固定在木板上，勾上能挂住垫圈就可以。然后取两枚曲别针，将其一半拉直，只保留一个拐弯，实际上拉直的部分就是天平的臂，剩下弯曲的部分就是托盘。另一个曲别针也做同样的操作。然后将两枚曲别针和垫圈焊在一起，垫圈在中间，曲别针要成一条直线。然后将垫圈挂到勾上，调整勾与木板的距离，大约3mm即可。然后在两个托盘下固定两枚曲别针，曲别针旁边准备用发光二极管作指示灯。在木板下面设立电路，天平就相当于单刀双掷开关。这个电路就相当于两个回路，共用一个电源，两个发光二极管。只要左边沉，左边的托盘就会和他下面的别针连通，从而电路接通，二极管发光；若两边重量相等，电路不通，两个二极管均不亮。

补充了一些 希望你能满意！
最后祝你制作成功，心情愉快！

一，小天平
温馨提示:必须在家长的帮助下进行啊！

1.先将三合板切成A、B、C、D。

2.在B的底端开口。C、D的中间开口。

3.将三根细条如图中插好。

4.将A钉在B的中上段，但注意不要钉死，要能活动自如。

5.用三合板裁出月牙形的标板，并标上刻度。

6. 再裁一小条用万能胶水固定在A上，如图。

7.裁两个圆片，大小相等。

8.在上边各扎四个小孔。

9.在A的两边各切一个小槽。

10.用细线栓住圆片，天平就做成了。

接下来就可以发挥你自己的想象，把小天平装饰一下，做完实验还可以拿来当小摆设，真是一举两得啊

二，演员走钢丝

演员在走钢丝表演时总拿一根长长的棍棒。也许人们会想，这不是增加演员的负担吗？等你做完下面的实验，就会改变这种看法了。

一、材料

白色硬纸板一块，10厘米长铁丝一根，图钉一枚，橡皮泥一团，长30厘米宽2厘米薄铁皮一条，胶带、胶水、剪刀、尺等。

二、制作

1.用硬纸剪一个小人形状，画上五官，涂上色彩，背后贴一张支撑条，小人脚部向前折，支撑条向后折，用胶水粘一枚图钉，剪去多余部分，图钉尖向后折。

2.把铁丝抹直，用橡皮泥捏两个相同大小的小球，固定在铁丝的两端，再用胶带将铁丝中间处粘在小人“双手”上，小人就能站立了。

3.用尺垂直抵在铁皮中心纸上，将铁皮折成直角，角朝下斜放在桌上，再用胶带固定住，放正小人，钉钩对准槽沟，小人就能从上端徐徐滑下而保持平滑。

三、揭秘

物体受到地球的引力，一个物体的平衡取决于它重心的位置，重心越低物体越平稳，长而下垂的棍棒起到降低重心的作用，重量的增加也有利于平衡，因此，演员走钢丝时要拿根棍棒。

三，热气球（孔明灯）的制作

我们一起来制作一个热气球通过电吹风的热风，可以使它徐徐上升，和真的热气球效果一样。
1.首先我们用软纸裁出6～8个叶状的纸片。

2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。

3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。

4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面。
你可以做会扫地的乌龟嘛,鞋刷有吧,把鞋刷的把柄磨掉,在上面按上斯驱车上的马达,再在上面粘上蛋糕盘,做一点装饰,启动马达,小乌龟就走啦!
准备好做沙盘的材料和工具：底盘，轨道，颜料，草粉，草皮，硅胶枪，废报纸，白胶，石膏等。
按需要，可以自己设计轨道的形状和高度,用热硅胶拈合起来。(注意：一定要粘的牢,不能有松动或者倾斜)

在轨道上粘上美纹纸，以防在制作过程中有杂物进入，不宜清除。用废报纸塑造事先设计好的造型，可以用美纹纸固定，然后盖上石膏绷带，喷上清水。
基本形状固定好之后，再浇上石膏，这样会使整个造型更坚固，也便于上色。(注意：在浇石膏时小心避开轨道)

在已制作好的造型上粘上建筑物。
上色，上色是注意要先画深色的再画中间色，最后画高光，被风化效果，再种上植被。

种上植被，撒上草粉后，基本上完成了简单沙盘的制作，最后别忘了用砂皮打一下轨道，这样就完成了
做个孔明灯吧！
它自己可以飞起来！
2.1取材和制作
①取一只大号极薄的塑料手提袋，手提处剪平。
②取一根长约60cm的细铜丝(可用多股软铜线中的一股铜丝)，两端分别系在方便袋口子两边。
③在细铜丝中间包上适量棉花，简易孔明灯便制成了。如图。

2.2放飞

选择没有风的地方(室内也可)，一人两手分别捏住方便袋底部两角，使之开口朝下，并使包有棉花的细铜丝自然下垂。再在棉花上倒上适量酒精，点燃酒精，几十秒钟后，孔明灯便会腾空而起。

2.3注意

①酒精棉花不宜太重，一般可使总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量)在5g以下较易起飞。

②细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好，并注意防止失火。

③如果想把它拉下来，事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下垂
演员在走钢丝表演时总拿一根长长的棍棒。也许人们会想，这不是增加演员的负担吗？等你做完下面的实验，就会改变这种看法了。

一、材料

白色硬纸板一块，10厘米长铁丝一根，图钉一枚，橡皮泥一团，长30厘米宽2厘米薄铁皮一条，胶带、胶水、剪刀、尺等。

二、制作

1.用硬纸剪一个小人形状，画上五官，涂上色彩，背后贴一张支撑条，小人脚部向前折，支撑条向后折，用胶水粘一枚图钉，剪去多余部分，图钉尖向后折。

2.把铁丝抹直，用橡皮泥捏两个相同大小的小球，固定在铁丝的两端，再用胶带将铁丝中间处粘在小人“双手”上，小人就能站立了。

3.用尺垂直抵在铁皮中心纸上，将铁皮折成直角，角朝下斜放在桌上，再用胶带固定住，放正小人，钉钩对准槽沟，小人就能从上端徐徐滑下而保持平滑。

三、揭秘

物体受到地球的引力，一个物体的平衡取决于它重心的位置，重心越低物体越平稳，长而下垂的棍棒起到降低重心的作用，重量的增加也有利于平衡，因此，演员走钢丝时要拿根棍棒
做针孔照相机
方法：
针孔照相机
根据小孔成像的原理可以制成小孔成像仪，在其屏幕上可以看到清晰的图像，若在屏幕的位置装上感光底片，还可以拍出清晰的照片来，这就成了针孔照相机；不过这得要做一个“快门”和一个装底片的槽。另外，在密封上也比制作一般的小孔成像仪要求更严格些。
针孔照相机的构造如图10．6－l所示，机身全部用马粪纸粘合而成，分前盖和后罩两部分。
【制作方法】

按图10．6－2、10．6－3、10．6－4的尺寸（δ为马粪纸的厚度）画在马粪纸上，并沿各图的实线剪开，再用小刀沿各虚线轻轻刻过，切勿刻透，以便在折弯时折出一个直棱来。然后将各片的两面均涂上黑色。
将剪下的前盖外层展开图（图10．6－2）沿诸虚线折弯90°，围成一个五面纸盒，（小舌粘在盒的外侧）用胶带纸条粘好。再把一片120胶卷黑色衬纸贴在开有圆孔的一面上，用针在圆孔中心衬纸上刺一个小孔，直径约0．4毫米（12号缝衣针直径约0．4毫米）。再按图10．6－1所示，在小孔的侧边张贴一纸槽，纸槽内插一硬纸条，既可充当快门，又可保持小孔清洁。

将剪下的前盖内层展开图（图10．6－3）沿诸虚线折弯90°，使之成一个方筒，并将接口处粘好（小舌粘在方筒内侧）。再将有缺口的一端诸梯形小舌折倒成一纸框，并把加固框（图10．6－4）拿来对准缺口粘在一起。按加固框的尺寸再用硬纸片剪一个纸框，对齐缺口附在加固框上，并用胶带条在外部把这个纸框与方筒粘牢，加固框与硬纸框之间就形成一个纸槽，底片即可从有缺口的一边装进或取出，缺口是为装卸底片方便而设的。内层做好后，应与外层粘在一起，即将方筒另一端的各梯形小舌沿虚线折弯90°，涂好胶水，对齐缺口，边套进外层，边在各面的内外层之间插一马粪纸片，以保证各面内外层的间隙相同，待内层前端与外层有圆孔的一面粘牢后，再抽出插进的马粪纸片，前盖就做好了。

关于后罩的制作，除侧边宽度为80＋26毫米和底面无小孔外，其他都与前盖外层制作相同，参照前盖外层展开图和相应的尺寸下料制作即可。

【使用方法】

1．针孔照相机的像距约64毫米和透光孔径0．4毫米都是固定的，因此光圈也是固定的，实验得知光圈数约为160。当被摄景物亮度不同时，只能用曝光时间来调整。由于一般照相机的光圈数为22左右，查不出光圈160的曝光时间来，因此可根据曝光时间之比等于光圈比的平方（即t1：t2＝（F1：F2）2）来确定。例如，摄某景物时，用光圈16曝光时间为1／30秒，则用针孔照相机光圈160时曝光时间就应为3．3秒。最佳曝光时间还应该通过实验来确定。

2．用针孔照相机拍照片时取景方法如图10．6－5所示。用一只眼睛贴紧一边中点，向对边两端点“瞄准”看出去，那么，夹在这个角内的部分就是被摄取的范围。移动相机与所摄景物间的距离，可改变像的大小。

3．曝光：取好被摄景物，计算好曝光时间，把遮盖小孔的硬纸片拉开，到预定曝光时间关闭即可。

4．装片和卸片：单张60×60毫米2的底片常不易买到，需用大的底片加以裁剪。装片，卸片，裁剪底片都要在不透光的暗室中进行。

【注意事项】

1．制作时要仔细，不能有漏光现象。

2．针孔要圆而且边缘要光滑。

3．由于曝光时间较长，故以拍静物为宜

既轻便、又不弯腰的拖地工具—— 鞋拖。

制作方法：1、鞋拖要比自己平时穿的鞋子大一些，便于套穿在鞋子上。

2、用碎布条作鞋底上的拖把条，拖把条上面钉一层较厚的塑料 底，既防水又耐用。

3、用布壳和防水布做成鞋帮，鞋帮的后根安上一条拉链，穿脱方便。把鞋帮和鞋底连起来，鞋拖就做成了。

㈤ 光电传感器的原理

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（<&micro;A），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
工作原理
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。 ⑴槽型光电传感器
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。
⑶反光板型光电开关
把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。
⑷扩散反射型光电开关
扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
没有信号输出的原因
首先要考虑的是接线或配置的问题。对于对射型光电传感器必须由投光部和受光部组合使用，两端都需要供电；而回归反射型必须由传感器探头和回归反射板组合使用；同时，用户必须给传感器提供稳定电源，如果是直流供电，必须确认正负极，如若正负极连接错误则会导致输出信号没有。
上述的原因分析是对光电传感器本身的考虑，我们还需要考虑的是检测物体的位置问题，如果检测物体不在检测区域，这样的检测是徒劳的。检测物体必须在传感器可以检测的区域内，也就是光电可以感知的范围内。其次，要考虑传感器光轴有没有对准问题，对射型的投光部和受光部光轴必须对准，对应的回归反射型的探头部分和反光板光轴必须对准。同样还要考虑的是检测物体是否符合标准检测物体或者最小检测物体的标准，检测物体不能小于最小检测物体的标准，从而避免导致对射型、反射型不能很好检测透明物体，像反射型对检测物体的颜色有要求，颜色越深，检测距离就越近。
如果以上情况都可以很明确地做出排除后，我们需要做的事就是检测环境的干扰因素。如光照强度不能超出额定范围；如果现场环境有粉尘，就需要我们定期清理光电传感器探头表面；或者是多个传感器紧密安装，互相产生干扰；还有一种影响比较大的是电气干扰，如果周围有大功率设备，产生干扰时必须要有相应的抗干扰措施。如果做过上述的逐一排查，这些因素都可以明确地排除还是没有信号输出的话，建议退回厂家检测判断。 光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。
发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。
接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。角反射板是结构牢固的发射装置，它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，仍从这根反射线返回。 ⑴槽型光电传感器
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器
若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。
⑶反光板型光电开关
把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。
⑷扩散反射型光电开关
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到信号，输出一个开关信号。