浙江《名校校本講義》高三通用專項(xiàng)復(fù)習(xí)講傳感器電磁繼器

重點(diǎn)之大專項(xiàng)五

電子控制題1.傳感器的作用（1）傳感器是將非電量轉(zhuǎn)換為電量的器件。傳感器一般由敏感元件和輸出部分組成。傳感器是電子控制系統(tǒng)獲取外部信息的唯一途徑。（2）常見傳感器的電路符號與外形特征2.常見的傳感器應(yīng)用（1）傳感器的選擇①電阻型傳感器工作時可以不用對其供電，環(huán)境信息變化后，其電阻值隨之變化，通常需要與一電阻串聯(lián)進(jìn)行分壓，以獲得可輸出的電信號。如光敏電阻、熱敏電阻等。②非電阻型（有源型）傳感器的工作往往需要電源對其供電，再輸出轉(zhuǎn)換過來的電信號。如聲音傳感器、氣敏傳感器等。③根據(jù)設(shè)備或電路的要求，選擇對應(yīng)的傳感器。（2）光敏電阻的檢測：將多用電表選擇開關(guān)置于合適的電阻擋，測量光敏傳感器的電阻，主要觀察光敏傳感器受光照強(qiáng)度變化時其電阻值的變化情況。光照強(qiáng)度很強(qiáng)時電阻值很小，光照很暗時電阻值很大，這是正常的光敏傳感器。（3）熱敏電阻的檢測：將多用電表選擇開關(guān)置于合適的電阻擋，測量熱敏電阻器的電阻，主要觀察熱敏電阻器在不同環(huán)境溫度時其電阻值的變化情況。如果溫度高對應(yīng)電阻值大，溫度低對應(yīng)電阻值小，這是正溫度系數(shù)熱敏電阻；反之是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。（4）干簧管干簧管是一種磁敏的特殊開關(guān)，其結(jié)構(gòu)如圖所示，通常有兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點(diǎn)。當(dāng)外界存在磁場時，內(nèi)部觸點(diǎn)閉合，磁場消失后，觸點(diǎn)又會斷開。（5）檢測傳感器的好壞在精度要求不高的情況下，通常可以使用多用電表。對電阻性傳感器的檢測，可以用多用電表直接測量它的電阻隨外界信息的變化；對于非電阻性變化的傳感器一般通過合適電路來測量其電流和電壓的變化，通常在測量時，因?yàn)殡娏髯兓。瑴y量不方便，更多時候要通過多用電表測量傳感器上電壓的變化來檢測傳感器的好壞。二、電磁繼電器1.繼電器（1）作用繼電器是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用?！耙缘涂馗摺?、“以小控大”，繼電器將輸入輸出電路隔離，抗干擾能力強(qiáng)。（2）分類①按輸入物理量的不同分：電磁繼電器、溫度繼電器、時間繼電器、熱繼電器等。②按執(zhí)行機(jī)構(gòu)特征的不同分：有觸點(diǎn)繼電器、無觸點(diǎn)繼電器。③按輸入電路的控制電流類型的不同，將電磁繼電器分為：直流電磁繼電器、交流電磁繼電器。2.直流電磁繼電器（1）構(gòu)造（2）工作原理線圈兩端施加電壓達(dá)到一定值時，線圈中流過電流就會使電磁鐵產(chǎn)生足夠大的電磁力，克服彈簧的拉力，將銜鐵吸向鐵芯，于是使動觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)閉合，接通輸出電路。如果減少輸入電流，電磁力減小，當(dāng)降低到一定值時，銜鐵和動觸點(diǎn)在返回彈簧作用下回到原位，此時電路斷開。電磁繼電器是根據(jù)外界輸入一定信號來控制輸出電路“通”、“斷”的器件。（3）作用①當(dāng)電磁線圈通電后，所有觸點(diǎn)的狀態(tài)均改變。②當(dāng)線圈施加低電壓和小電流時，繼電器觸點(diǎn)可以控制高電壓或大電流，這就是繼電器的作用，也正好滿足自動控制的需要。開關(guān)不要人來操作，由電路對開關(guān)進(jìn)行操作。（4）參數(shù)從圖b中可以獲取以下信息：①線圈額定電壓12V，有一個動合觸點(diǎn)。②125V交流時，觸點(diǎn)容量最大可通過10A電流。250V交流時，觸點(diǎn)容量最大可通過5A電流。30V直流時，觸點(diǎn)容量最大可通過5A電流。③直流繼電器有5個引腳，其中2個屬于線圈接點(diǎn)，另外的屬于常閉或常開或轉(zhuǎn)換接點(diǎn)（需通過測量手段確定）。（5）引腳圖圖c為電磁繼電器正反面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該型號繼電器共有兩對常開觸點(diǎn)和兩對常閉觸點(diǎn)，其中1、2和1′和2′為常閉觸點(diǎn)，1、3和1′、3′為常開觸點(diǎn)，當(dāng)線圈通電時，1、2和1′、2′斷開，1、3和1′、3′閉合。最上面兩個腳是電磁繼電器的線圈引腳。（6）直流電磁繼電器的選用①所選繼電器額定電壓應(yīng)接近所接電源電壓。②所選繼電器觸點(diǎn)負(fù)荷應(yīng)大于它們工作電路的電壓和電流。③所選繼電器觸點(diǎn)的組數(shù)和形式要滿足被控電路需要。④所選繼電器的尺寸要根據(jù)安裝位置來定。3.用NPN型三極管控制繼電器的電路設(shè)計方法（1）三極管的集電極接電源；基極接控制輸出端（控制部分一般由集成電路、傳感器和電阻等組成），基極不能直接接高電平，應(yīng)串接分壓電阻，發(fā)射極接地。（2）繼電器串接在三極管的集電極上，并且反向并聯(lián)一個二極管（通常狀態(tài)下二極管是不通的）。連接方式如圖d所示，二極管V2的作用是：保護(hù)三極管。觸點(diǎn)開關(guān)J-1類型是：常開觸點(diǎn)。（3）繼電器工作電路應(yīng)包括常開觸點(diǎn)（常閉或轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）、用電器和電源，這些器件組成串聯(lián)電路。若更換為PNP型三極管，一種方法只要把電源電壓換為負(fù)電壓（即-VCC）；另一種接法，在電源電壓不變情況下，把集電極改為接地，發(fā)射極接電源，工作電路的觸點(diǎn)類型根據(jù)情況作些調(diào)整或三極管基極加接非門。4.干簧管繼電器（1）組成和工作原理干簧管繼電器由線圈和干簧管組成，當(dāng)線圈中有電流通過，線圈產(chǎn)生磁場，使簧片磁化而吸合；當(dāng)線圈中沒有電流時，簧片斷開。（2）特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，質(zhì)量小，價格便宜，吸合功率小，靈敏度高，但觸點(diǎn)負(fù)荷（功率）小。C例1如圖所示是一個會說話的汽車安全座椅，它有一個特殊的無線配件。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地以后，這個座椅會發(fā)出聲音提醒你孩子還扣在后座上，以防止分心或者過度疲勞的家長把小孩遺忘在車上。這個安全座椅適合選用的傳感器類型是（）例2如圖a所示電路，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時，發(fā)光二極管不亮，用數(shù)字式多用電表測量發(fā)光二極管兩端的電壓，圖b為顯示數(shù)據(jù)。如果所有實(shí)驗(yàn)操作都無誤，以下分析正確的是（）A.說明干簧管損壞 B.說明電阻R斷路C.說明發(fā)光二極管損壞 D.說明電源電壓過低C例3如圖所示為測量不同光照條件下光敏電阻兩端的電阻值和電壓值的實(shí)驗(yàn)圖，關(guān)于光敏傳感器檢測的描述中不正確的是（）A.光敏電阻在光照強(qiáng)度越強(qiáng)的條件下其阻值越小B.光敏電阻在光照強(qiáng)度越弱的條件下其兩端電壓值越大C.需要測量不同光照強(qiáng)度條件下的開關(guān)閉合和斷開兩種狀態(tài)的電壓值和電阻值D.用多用電表測量時需要辨認(rèn)光敏電阻的正負(fù)極性，紅表筆接正極，黑表筆接負(fù)極D【解析】光敏電阻沒有正負(fù)極性。例4電子元器件的封裝往往包含了一定的信息，下列解讀正確的是（）C【解析】A選項(xiàng)，DC24V表示繼電器接在線圈上的電壓為直流24V時，可以正常工作；B選項(xiàng)，電容上標(biāo)注250V時，代表電容兩端的電壓不可以超過250V；C選項(xiàng)，電阻的阻值為22×104Ω，誤差為5%，即電阻在209kΩ－231kΩ都正確；D選項(xiàng)，黑色色環(huán)一端代表負(fù)極。例5如圖a所示是某品牌繼電器正面的參數(shù)標(biāo)識，用該繼電器設(shè)計如圖b所示的光控電路，則①和②處的電壓設(shè)計合理的是（）A.①處直流12V，②處交流110VB.①處直流12V，②處交流250VC.①處直流9V，②處交流110VD.①處直流9V，②處交流250VA【解析】圖中“12VDC”代表繼電器線圈正常工作時的額定電壓為直流12V，“10A120VAC”代表在交流電壓120V工作下流過觸點(diǎn)最大的電流為10A，“10A240VAC”、“7A120VAC”同上，直流9V不能使繼電器正常工作，選項(xiàng)C、D錯誤；加在觸點(diǎn)上最大的電流為交流240V，選項(xiàng)B錯誤。例6型號為JQC-3FF的小型直流電磁繼電器如圖所示。共有5個引腳，其中2個引腳連接線圈，另外3個引腳分別連接常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)和動觸點(diǎn)。已知繼電器完好，用多用電表檢測各引腳之間的電阻，下列判斷不正確的是（）

A.若測得某兩個引腳之間的電阻約400Ω，則這兩個引腳連接的必定是線圈B.若測得某兩個引腳之間的電阻為無窮大，則兩個引腳中必定有一個連接常閉觸點(diǎn)C.若測得某兩個引腳之間的電阻為零，則兩個引腳中必定有一個連接動觸點(diǎn)D.若測得某引腳和其余引腳之間的電阻均為無窮大，則該引腳連接的必是常開觸點(diǎn)B【解析】B項(xiàng)若測得某兩個引腳之間的電阻為無窮大，說明引腳之間是斷開的，則兩個引腳中必定有一個連接常開觸點(diǎn)。如圖所示為光控路燈原理圖，請完成例7－8題。例7小明用多用電表×1k歐姆擋對電子元器件進(jìn)行測量，以下各測量結(jié)果分析中正確的是（）C【解析】A選項(xiàng)，光敏電阻隨著光線的變化，電阻阻值會發(fā)生變化，故強(qiáng)光和弱光時電阻阻值不一樣，指針擺動情況不一樣；B選項(xiàng)，測電容時，由于多用電表內(nèi)部有電源，會給電容充電，故電容先快速右偏，再慢慢返回，說明電容正常；C選項(xiàng)，選用電阻擋測量6、4腳之間的阻值，電阻表盤左大右小，指針在最右端，說明阻值為0，相當(dāng)于開關(guān)閉合，即6腳為動觸點(diǎn)、4腳為常閉觸點(diǎn)；D選項(xiàng)，9013為NPN三極管，當(dāng)黑表筆接c，紅表筆接e，相當(dāng)于開關(guān)斷開，故指針在最左端，說明三極管是好的。A例8以下關(guān)于如圖所示的電路分析中，錯誤的是（）A.路燈亮?xí)r，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J﹣1相當(dāng)于常閉觸點(diǎn)B.當(dāng)光線變化時，與門能使三極管處于開關(guān)狀態(tài)C.白天時，三極管V1處于飽和狀態(tài)D.傍晚時燈還未亮，應(yīng)將RP1的觸點(diǎn)往上滑【解析】繼電器的常開觸點(diǎn)是指繼電器不工作時觸點(diǎn)一直斷開。由圖可知，當(dāng)繼電器不工作時，J-1相當(dāng)于常開觸點(diǎn)；當(dāng)繼電器工作時閉合。C例9如圖所示電路，以下說法中不正確的是（）

A.從系統(tǒng)的工作電壓可以判斷該數(shù)字邏輯門電路為CMOS類型B.8腳、9腳、12腳、13腳接電源正極是對數(shù)字集成電路輸入空腳的處理C.按下S1，繼電器J吸合；松手后，繼電器J釋放D.按下S2，V2截止；松手后，V2還是截止【解析】本題考查常用數(shù)字集成電路的類型。工作電壓為12V，TTL類型工作電壓是5V，CMOS類型是3V－18V，A選項(xiàng)正確；與非門集成電路，空腳應(yīng)接高電平，接電源正極，B選項(xiàng)正確；根據(jù)題目連線情況，兩個與非門構(gòu)成觸發(fā)器，按下開關(guān)后，輸入為低電平；其中S1是置1端，S2是置0端。按下S1，觸發(fā)器輸出為高電平，繼電器吸合，松手后為保持狀態(tài)，繼電器繼續(xù)吸合，C選項(xiàng)錯誤；按下S2，觸發(fā)器輸出為低電平，V2截止，松手后，觸發(fā)器輸出保持上個狀態(tài)，V2還是截止，D選項(xiàng)正確。例10小通學(xué)習(xí)了電子控制技術(shù)以后，想設(shè)計一款抽屜燈，環(huán)境光很暗時打開抽屜，燈亮，方便尋找東西，而環(huán)境光亮?xí)r，打開抽屜，燈不亮，節(jié)能環(huán)保。他設(shè)計用光敏電阻來檢測環(huán)境光，用干簧管來檢測抽屜的開合（抽屜上安裝有磁鐵，抽屜合上后干簧管常開觸頭閉合）。下列電路原理圖中，能實(shí)現(xiàn)抽屜燈功能的是（）C【解析】本題考查傳感器的常見應(yīng)用。A選項(xiàng)能實(shí)現(xiàn)環(huán)境光很暗時打開抽屜，燈亮，而環(huán)境光亮?xí)r，打開抽屜，燈不亮，但A選項(xiàng)合上抽屜燈一直亮著，不符合題意；B選項(xiàng)環(huán)境光很暗時打開抽屜，燈不亮，而環(huán)境光亮?xí)r，打開抽屜，燈亮，不符合題意；C選項(xiàng)能實(shí)現(xiàn)環(huán)境光很暗時打開抽屜，燈亮，而環(huán)境光亮?xí)r，打開抽屜，燈不亮，而且合上抽屜燈不亮，符合題意；D選項(xiàng)環(huán)境光很暗時打開抽屜，燈不亮，而環(huán)境光亮?xí)r，打開抽屜，燈亮，不符合題意。例11［2017.4浙江］在電子控制技術(shù)實(shí)踐課上，小明準(zhǔn)備設(shè)計一個遮光、通風(fēng)控制系統(tǒng)，選擇光敏電阻和正溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳感器。請完成以下各題：（1）光敏電阻值隨光照強(qiáng)度變化的規(guī)律與

相似（在A；B；C中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填在“

”處）；（2）小明提出的控制要求和設(shè)計的控制電路如圖所示，其中X點(diǎn)輸入光照強(qiáng)度信號，Y點(diǎn)輸入溫度信號。根據(jù)控制要求分析電路，J1、J2的作用是

（在A.J1用作遮光控制、J2用作通風(fēng)控制；B.J1用作通風(fēng)控制、J2用作遮光控制中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“

”處）；BA（3）小明在測試電路時，發(fā)現(xiàn)R3和R4的阻值不符合電路要求，導(dǎo)致J1和J2始終都不能吸合，合理的調(diào)整措施是

、

（在A.增大R3；B.減小R3；C.增大R4；D.減小R4中選擇合適的選項(xiàng)，將序號填入“

”處）；（4）請你根據(jù)控制要求，在虛線框內(nèi)將傳感器和電阻正確地連接到電路中?！敬鸢浮浚?）【解析】本題考查傳感器邏輯電路的分析控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。(1)光敏電阻值隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而電阻變小。(2)由輸入判斷輸出，輸入光照輸出遮光控制，輸入溫度輸出通風(fēng)