一、概述
相信很多同学在一些犯罪剧本中经常见到的场景是穿着白大褂,颇有科学家风度的叔叔在犯人的头部和手部缠上电线,然后操作以个新奇的装置,于是探针开始动作,条条图线跃然纸上……那这个是什么呢?
其实这是以个测谎器,正在检测犯人是否在说谎。那么测谎器为什么能测谎呢?
心理学的研究早已确认,情绪的反应,通过植物神经系统,直接影响身体各器官的活动,如呼吸、循环、消化、皮肤电、脑电波等。当人们面临是否诚实的问题时,虽外表行为能控制,但由情绪反应引起的生理变化却很难自主控制。因此就可以通过测谎器检测这些生理变化来揭示内心的反应。
二、测谎器的原理
脉搏、汗液、眼球的动作以及体温等的变化,之所以能够简单的把它们视为电阻阻值的
变化进而测量,其缘由类似于汗液会引起人体电阻阻值的变化。
那么,人体的电阻有多大呢?人体内的70%是水分,同时含有矿物质等电解质,因此,人体内一定存在电流的流动。
我们可以用万用便简单地确认这一点。办法是用万用表的电阻量程(兆欧姆范围)测量。用力握住万用便测试笔的两端,我们会发现抓握方法不同,结果随之变化。例如刚洗过湿手抓握,电阻值与用干手抓握时就不一样。还可以测试仪下朋友的人体电阻,一定会呈现不同的数值。一般来说阻值读数介于几百千欧至几兆欧之间。
三、测谎器电路
测谎器原理图如下图所示:
1、晶体管基本动作。
电路中仅有一个晶体管,属于共****极电路,晶体管中集电极电流随基极电流的变化而
变化,我们这里采用的晶体管的电流放大系数为120——240。根据我们学到的晶体管知识,我们知道,****极电流值,应该为基极电流和集电极电流之和。所以,晶体管基本工作为以下三点:
(1)若基极电流变化,集电极电流也相应发生变化。
(2)基极电流比集电极电流小得多。
(3)基极电流+集电极电流=****极电流。
2、将阻值变化转换为电流变化,
我们看到,图中基极什么也没连接,所以集电极中无电流流动,若将两个测试端子的两
端短路,通过R1有一定电流(称为偏压电流)流过基极。于是导致集电极也有一定电流流过,与集电极连接的电流表中同样有电流流过,电流表的指针呈现摆动。
如果改变电流中R1的阻值,集电极电流将随基极电路而改变。这个原理表明,改变阻值,电流表摆动,即电流大小会发生变化。
3、固定偏压电路。
测谎器中使用了下图所示的固定偏压电路:
偏压电路的作用就是为放大器提供合适、稳定的静态工作点。其静态工作点Q的计算公式如下所示:(此部分内容在电子线路教材中讲解过)
IBQ=(VCC–VBE(on) ) /Rb ;
ICQ=β•IQ+(1+β)ICBO ;
VCEQ=VCC–ICQ•RC
四、电路板的制作
1、由于我们制作的电路比较简单,我们选用市面上比较常用的实验电路板。
2、为了使电路完成设计所希望的动作,不可轻视元器件的布局,我们按照上述电路图那样连接的话,就能满足动作要求。
3、使用实验电路板时,应该尽可能从焊锡面一侧用镀锡金属线沿着孔连接各个元器件。只有当做不到这一点时,才不得以从元器件面一侧用尼龙线连接相应的元器件。
4、在连接时我们应该用油性笔在元器件的安装孔上刻上记号,目的在于防止弄错安装位置。完成元器件的焊接工作后,我们应该用剪刀切掉元器件多余的引脚长度。在焊接中,为了保证元器件不脱落,应该将它们的引脚向外弯曲。有些元器件根本不做锡焊,只靠把引脚完全弯曲起来固定元器件,这样做的方便之处在于一旦发现安装错误,能够方便取下这些元器件。
5、元器件间的连线。将镀锡金属线与上面已经安排到位的元器件的引脚焊接固定。
6、其他元器件的安装。如:电池盒、端子和开关等。
五、动作的确认和调整。
1、把两节5号干电池放入电池盒,让电池开关置ON。这是若电流表的指针摆动,说明存在布线错误,这是要把电池开关置OFF,重新检查电路板。
2、用尼龙被覆导线直接连接两个测试端子,调整半固定电阻,确认电流表指针摆动,不过有时候电流表指针可能摆动过头,结果半固定电阻无法起到调整作用。
3、实际测试中应该用手捏住两个测试端子,调整半固定电阻,使电流表有大约半圈的摆动幅度。时而紧握,时而放松,可以确认电流表的摆动方向。
4、按照上面的要求完成动作确认后调整即告结束。
六、使用方法。
自己可以单独尝试一下,不过在有意识的条件下实验,往往难以确认电阻值的变化,所以最好请有兴趣的朋友协助实验。首先,让朋友捏住测试端子,记住当时的电流表指针摆动的位置。接着对朋友提问,同时观察问答时电流表指针摆动幅度的变化。如果变化很大,说明朋友有明显的分泌汗液,或许说明对方心里“有鬼”哦。
七、结束语。
我们制作的这个测谎器,所需元器件非常少,因此可以做的很小。
电子制作的意义在于根据自己的创意而为,因此在形状、功能、个人情况方面可以做适当的扩展。