光敏电阻在受到光线照射后,它的电阻值就会减小。例如,有一种光敏电阻在黑暗中的电阻值(暗阻)可达10兆欧左右,而照度达100勒克司时,它的电阻(亮阻)即下降到10千欧左右,暗阻与亮阻之比可达1000倍。
由于光敏电阻的阻值对光照的变化反应极灵敏,所以在自动控制仪器中得到广泛应用。例如路灯自动开关,自动计数器,冲床安全自动装置,以及高灵敏度的自动温度控制器等等,都采用了热敏电阻。这里介绍一个烟雾报警器,它也是利用光敏电阻作成的,可以试作火灾报警用。
它的工作原理如图1所示。当发生火灾时,烟雾迷漫在光源与光敏电阻之间,光敏电阻上的照度减小,电阻增加,破坏电桥的平衡,于是有电流通过电桥的对角线ab。接在ab间的放大器放大这个电流。放大后的电流使继电器吸动,接通电铃,发出告警信号。

电路说明
烟雾报警器的电路很简单,主要由电桥、电子管放大器、报警器和整流器四部分组成,如图2所示。

电桥由电阻R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)及R4组成。abcd四个连接点称为电桥的顶点,两个点之间的电阻称为电桥臂。电桥平衡的条件是R\(_{1}\)×R4=R\(_{2}\)×R3。R\(_{3}\)为光敏电阻。光源射出的光线通过透镜聚焦后即照射在R3上。选择R\(_{4}\)=R3及R\(_{1}\)=R2,使电桥平衡,ab两端几乎无电压输出。
用电子管6N1的一个三极管部分Л\(_{1}\)接成直流放大器电路。电桥的a、b点分别接到Л1的栅极和阴极。当电桥平衡时,调整栅负偏压电阻R\(_{6}\),使屏流刚好比继电器P的吸动电流小一些。如果有烟雾充塞在光源与热敏电阻之间,那么光敏电阻上的照度将减小,它的电阻变大,破坏电桥的平衡。不平衡电流通过R5,产生一个正电压,使栅负压减小,增大屏流,于是继电器P吸动,接通告警电铃。
整流部分包括电源变压器T、硒堆、6N1的另一个三极管部分Л\(_{2}\)及两组电源滤波器。6.3伏绕组供给灯丝及电铃电源。25伏绕组连接硒堆整流器,整流后的电流经过R9、C\(_{4}\)、C5滤波,供给电桥电源。200伏绕组连接Л\(_{2}\)。Л2接成半波整流电路,整流后的电流经过R\(_{8}\)、C2、C\(_{3}\)滤波,供给电子管Л1屏极电源。
元件的选用
R\(_{3}\)可采用硒化镉或硫化镉光敏电阻,暗阻与亮阻比愈大愈好。R1、R\(_{2}\)及R4可选择10千欧、0.25瓦、电阻误差不大于5%的炭膜电阻。电子管除6N1(6H1П)双三极管可用外,6N8P(6H8C)、6N7P(6H7C)或6SN7等型号的电子管也合用。采用上述电子管时,应选择直流电阻3000欧、吸动电流6毫安左右的继电器。也可根据继电器的直流电阻数值和吸动电流数值来选择合适的电子管。此外,要求继电器接点能承载1安以上的电流。阴极电阻R\(_{6}\)为2千欧5瓦的线绕电位器。其它电阻、电容的规格,示于图2。
接在Л\(_{1}\)屏极电路中的毫安表作调整指示之用,可选用满度电流为10毫安的表头。
硒堆可采用尺寸为12×12毫米的硒片3片组装,容许通过的电流可达25毫安。

电源变压器输出功率约19瓦,需要自制。铁心用Ш-19型硅钢片,铁心尺寸如图3所示。各绕组都用漆包线绕制,有关数据如上表所示。在线圈框上先缠两层0.08毫米厚的电缆纸,再缠一层0.12毫米厚的黄蜡绸,在黄蜡绸上再缠两层0.08毫米厚的电缆纸。先绕绕组Ⅰ,然后依次绕绕组Ⅱ、Ⅲ……。绕组Ⅱ、Ⅲ之间及绕组Ⅲ、Ⅳ之间的绝缘与绕组Ⅰ下面的绝缘相同,绕组Ⅰ、Ⅱ之间及绕组Ⅳ、Ⅴ之间则缠4层0.08毫米厚的电缆纸绝缘。绕完绕组Ⅴ以后,再缠6层0.08毫米厚的电缆纸。各绕组的引出线排列,可参考图4。

为了防止潮气侵入变压器绕组,以致增加损耗和腐蚀导线,所以变压器绕好后应进行防潮浸渍。浸渍材料的配方为:纯地蜡70%,透明松香30%,按重量比混合。把浸渍材料放在锅内,加热融解,使温度保持105℃(注意温度不能太高,防止材料燃烧)。这时,把变压器侵入锅内,过30~45分钟,气泡逐渐减少,便可取出变压器,在空气中冷却。经过检查合格,即可使用。
安装和调整
光源和光敏电阻装在一起,成为光控器,如图5所示。这部分可吊挂在仓库内或者其它需要自动报警的地点。其它部分可参考图2安装在一个机盒内,它的外形如图6所示。电铃不装在机盒内,单独安装在适当地点。

光控器中光源、透镜、遮光板及光敏电阻间的距离要仔细调整。光源应位于透镜1的焦点,这样通过透镜1的光线可成为平行光束。调整透镜2的位置。使通近透镜2的光线会聚在遮光板小孔处,而遮光板小孔正对着光敏电阻。这样光源的光线可集中照射在光敏电阻上。光控器底部作成空的,使能储集烟雾。这些措施都是为了提高控制的灵敏度。
调整R\(_{6}\),使Л1屏流接近于继电器的吸动电流。例如继电器的吸动电流为6毫安,可将Л\(_{1}\)屏流调到5毫安左右。
调整光控器,加强光源,对准焦距,使光敏电阻的阻值能达10~50千欧的数值。则效果最好。光源采用6~8伏5瓦的小灯泡,它可由变压器T的6.3伏绕组供电。
如果光敏电阻阻值增加,屏流反而减小,那么应将电桥顶点c、d的接线对调一下。(王朝阳 张关冲)