電子元器件及應(yīng)用000.ppt

1、電子器件與應(yīng)用,六 執(zhí)行器件,機(jī)械類:,閘刀開關(guān) 鈕子開關(guān) 行程開關(guān) 波段開關(guān) 微動(dòng)開關(guān),電控類:,干簧管 繼電器 霍爾開關(guān) 光電開關(guān) 可控硅,光電開關(guān),利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。,其他接近開關(guān) 1、渦流式接近開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)

2、電體。2、電容式接近開關(guān)這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。,3、熱釋電式接近開關(guān)用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近開關(guān)。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。4、其它型式的

3、接近開關(guān)當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識別出有無物體接近。,晶閘管,晶閘管俗稱可控硅，有單向可控硅和雙向可控硅之分,可控硅的符號,控制極（G）,陰極（K）,陽極（A）,G,T1,T2,單向可控硅的特性： 1 陽極（A）和控制極（G）同時(shí)接正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài) 2 當(dāng)陽極（A）接反向電壓，或者陽極（A）接正向電壓但控制極不加電壓時(shí)，不導(dǎo)通， 3 一旦導(dǎo)通，控制電壓便失去了對它的

4、控制作用，不論有沒有控制電壓，也不論控制電壓的極性如何，將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。要想關(guān)斷，只有把陽極電壓降低到某一臨界值或者反向。,控制極（G）,陽極（A）,陰極(k),單向可控硅,貴重家電防盜報(bào)警器,應(yīng)用電路,VD整流，RV降壓，VZ穩(wěn)壓在15V左右，使VT1具備了工作條件，有光照且使電流在6-20MA時(shí)可控硅導(dǎo)通，RL得到電壓而工作。,光控電路,斷開開關(guān)S后，由于電容C1經(jīng)R1、D1和可控硅控制極放電，使可控硅仍有觸發(fā)電流維持導(dǎo)通。放電電流逐漸減小，一段時(shí)間后，可控硅截止，燈滅。此電路延時(shí)時(shí)間約為4050秒。,A、B分別接在原開關(guān)兩端。S為無自鎖式按鍵。按下時(shí)，交流電正半周經(jīng)D6、R2、R1、

5、D1觸發(fā)可控硅導(dǎo)通；交流電的負(fù)半周經(jīng)D4、R2、R1、D1觸發(fā)可控硅導(dǎo)通?？煽毓鑼?dǎo)通后，相當(dāng)于短路C、D兩點(diǎn)，因而A、B兩點(diǎn)也經(jīng)過二極管和導(dǎo)通的可控硅閉合起來。此時(shí)照明燈亮。,應(yīng)用電路,雙向可控硅 單向可控硅多用于控制直流負(fù)載，要控制交流負(fù)載，必須將兩只可控硅反極性并聯(lián)，讓每只單向可控硅控制一個(gè)半波，為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路，使用不夠方便。雙向可控硅是在單向可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關(guān)器件。,B、A之間有觸發(fā)電壓時(shí)SCR導(dǎo)通， B、A之間沒有觸發(fā)電壓時(shí)SCR就截止,雙向可控硅的特性：,圖1-8-4 可控硅的觸發(fā)特性

6、,雙向可控硅應(yīng)用電路,接近開關(guān)電路,雙向可控硅應(yīng)用電路,可調(diào)電壓插座,雙向可控硅應(yīng)用電路,雙向可控硅應(yīng)用電路,雙向可控硅應(yīng)用電路,采用雙向晶閘管的氣體煙霧報(bào)警電路,TGS308S 煙霧傳感器；H是24V交流報(bào)警器,雙向可控硅應(yīng)用電路,過熱保護(hù)電路,雙向可控硅應(yīng)用電路,對于交流電路 （VC為交流時(shí)）： 單、雙向可控硅均有觸發(fā)導(dǎo)通，不觸發(fā)就截止的特性。 雙向可控硅還可根據(jù)觸發(fā)信號的大小控制導(dǎo)通狀態(tài)。,對于直流電路（VC為正時(shí)）：一旦觸發(fā)導(dǎo)通其維持導(dǎo)通的性能不發(fā)生任何變化。此時(shí)無論是否撤掉觸發(fā)電壓VBA，SCR均保持導(dǎo)通狀態(tài)不變，這是單、雙向可控硅的共性。 （VC為負(fù)時(shí)單向抗控硅不能導(dǎo)通）,注意：,

7、觸發(fā)特性： VBA為正向電壓時(shí)單向可控硅導(dǎo)通， VBA為正為負(fù)雙向可控硅均能觸發(fā)導(dǎo)通，,點(diǎn)亮電壓約為0.8-1.5V 一般作為電源指示或工作指示； 注意： 工作時(shí)應(yīng)盡量減小工作電流,1 發(fā)光二極管,六 顯示(指示)器件,把LED發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè)8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳，就叫共陽，相反，就叫共陰。 應(yīng)用時(shí)共陽型引腳接電源正極即VCC；共陰型引腳接電源的負(fù)極即GND。 把多個(gè)這樣的8字裝在一起就成了多位數(shù)碼管。,2 數(shù)碼管,數(shù)碼由八個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。用ABCDEFG和 DP表示，在相應(yīng)段加上合適的電壓，該段就點(diǎn)亮。用來指示電器的工作狀態(tài),LED數(shù)碼有共陽和共陰兩種,

8、AG段用于顯示數(shù)字,字符的筆畫,（Dp顯示小數(shù)點(diǎn)），,加上電壓，全部開關(guān)閉合時(shí)數(shù)碼管全部點(diǎn)亮,合上用”1”表示,打開用”0”表示. 開關(guān)設(shè)置狀態(tài)決定點(diǎn)亮數(shù)字筆畫,2 （LED）點(diǎn)陣,8X8點(diǎn)陣 64個(gè)發(fā)光管,16X16點(diǎn)陣 256個(gè)發(fā)光管,8X8點(diǎn)陣接線圖,可跟據(jù)實(shí)際要求適當(dāng)提升。,多個(gè)8X8點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)電路,多個(gè)8X8點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)電路,七 傳感器和模組器件,1 熱敏器件,可將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號的器件 主要類型： 正（PTC）負(fù)（ NTC）溫度系數(shù)的熱敏電阻 對溫度較敏感的PN結(jié) 可精確反映溫度變化的鉑電阻 溫敏集成器件DS18B20等,（1）熱敏器件的應(yīng)用電路,（2）PT100常用電路圖,當(dāng)溫

9、度變化1攝氏度，Pt100阻值近似變化0.39歐,R2、R3、R4和Pt100組成傳感器測量電橋，為了保證電橋輸出電壓信號的穩(wěn)定性，電橋的輸入電壓通過TL431穩(wěn)至2.5V。從電橋獲取的差分信號通過兩級運(yùn)放放大后輸入單片機(jī)。電橋的一個(gè)橋臂采用可調(diào)電阻R3，通過調(diào)節(jié)R3可以調(diào)整輸入到運(yùn)放的差分電壓信號大小，通常用于調(diào)整零點(diǎn)。,DS18B20 是數(shù)字式測溫芯片，無需外圍元件，能在現(xiàn)場采集溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。測溫范圍是-55度到75度， DS18B20和單片機(jī)連接圖及其引腳圖：,（3）一線制數(shù)字溫度傳感器18B20,A 作用： 可將（紅外）光的亮、暗或有、無變化轉(zhuǎn)換為電信號的

10、器件 B 主要類型： 阻值變化較大的光敏電阻（變化較遲鈍） 對對紅外光較敏感的PN結(jié)（變化較迅速） 光電耦或光敏集成器件等（線性光耦和非線性光耦）,2 光敏器件,C 應(yīng)用電路（暗激發(fā)）,當(dāng)照度下降到設(shè)定值時(shí)，由于光敏電阻阻值上升激發(fā)VT1導(dǎo)通，VT2的激勵(lì)電流使繼電器工作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)對外電路的控制。,光控調(diào)光電路,工作原理：周圍光線變?nèi)鯐r(shí)引起光敏電阻RG的阻值增加，使加在電容C上的分壓上升，進(jìn)而使可控硅的導(dǎo)通角增大，達(dá)到增大照明燈兩端電壓的目的。反之，若周圍的光線變亮，則RG的阻值下降，導(dǎo)致可控硅的導(dǎo)通角變小，照明燈兩端電壓也同時(shí)下降，使燈光變暗，從而實(shí)現(xiàn)對燈光照度的控制

11、。,紅外避障傳感器,該光電傳感器為NPN常開型反射式傳感器，自發(fā)自收。工作電壓為5V，工作電流為100mA。有效測量距離為80cm。易于裝配，使用方便，可以很方便的實(shí)現(xiàn)小車的避障等功能。 通過調(diào)節(jié)后部的螺絲，可以改變該傳感器的避障距離。即避障距離可以在080cm之間可調(diào)。,該傳感器為開關(guān)量傳感器，輸出的為1，0開關(guān)量信號，可以和單片機(jī)直接連接使用。,光電開關(guān)的特點(diǎn)是小型、高速、非接觸, 而且與TTL、 MOS等電路容易結(jié)合。此類傳感器目前也多為開關(guān)量傳感器，輸出的為1，0開關(guān)量信號，可以和單片機(jī)直接連接使用。 光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動(dòng)化包裝線及安全裝置中作光控制和光探測裝置?？稍谧钥叵?/p>

12、統(tǒng)中用作物體檢測， 產(chǎn)品計(jì)數(shù), 料位檢測，尺寸控制，安全報(bào)警及計(jì)算機(jī)輸入接口等用途。,光電開關(guān),光耦可基本上分為線性光耦和非線性（光電開關(guān)）光耦。有一種能實(shí)現(xiàn)線性傳輸?shù)墓怦詈掀鳌?光耦,線性光耦：輸出信號隨輸入信號的變化而成比例的變化。,非線性光耦：輸出信號隨輸入信號的變化而成比例的變化。,線性光耦,在邏輯電路中的應(yīng)用,3 力敏器件,力敏器件是力學(xué)量敏感器件的簡稱。它具有將被測物體的力學(xué)量，例如荷重、位移、壓力、拉力、應(yīng)力、加速度、振動(dòng)、扭矩等轉(zhuǎn)變成電量的功能。因此，力敏器件被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)衡器、精密檢測儀器與工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域中,A 力敏器件的種類 電阻絲應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片、擴(kuò)散硅應(yīng)變片、薄

13、膜應(yīng)變片、力敏電阻、壓力開關(guān)、壓敏二極管、壓敏三極管、集成硅力敏器件等。其中半導(dǎo)體應(yīng)變片又有P型硅、N型硅、PN結(jié)溫度自補(bǔ)償硅，靈敏系數(shù)補(bǔ)償型、非線性補(bǔ)償型等多種類型。,B、力敏器件的應(yīng)用 利用力敏器件可制成為：壓力傳感器、加速度傳感器、角度傳感器、位移傳感器、差壓傳感器、負(fù)載傳感器、荷重傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳感器、斜度傳感器、半導(dǎo)體壓力傳感器及各種小型壓力傳感器等。 力敏器件的應(yīng)用范圍很廣，電阻絲應(yīng)變片可以用作稱重元件。當(dāng)重物在應(yīng)變片彈性體上荷重后，會(huì)產(chǎn)生與荷重相應(yīng)的應(yīng)變，將此應(yīng)變的電阻值變化，經(jīng)放大器放大，再通過AD變換，轉(zhuǎn)換成電子數(shù)顯，即可測量出物體重量，這種電子秤的稱量范圍為1千克

14、至數(shù)噸。半導(dǎo)體應(yīng)變片可用來制作測量氣體或液體壓力差的傳感器。同時(shí)，力敏器件在醫(yī)學(xué)上也有廣泛的應(yīng)用，它在醫(yī)療器材上常作為脈搏、血壓、心跳、肌肉收縮等測量。例如，醫(yī)生使用三只力敏器件模擬醫(yī)生的三只手指，將脈搏跳動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號，通過放大可以方便地進(jìn)行顯示或記錄。,4 壓敏器件,A. 特性： 當(dāng)壓敏電阻器兩端所加電壓低于標(biāo)稱額定電壓值時(shí)，壓敏電阻器的電阻值接近無窮大，內(nèi)部幾乎無電流流過。 當(dāng)壓敏電阻器兩端電壓略高于標(biāo)稱額定電壓時(shí)，壓敏電阻器將迅速擊穿導(dǎo)通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大。當(dāng)其兩端電壓低于標(biāo)稱額定電壓時(shí)，壓敏電阻器又能恢復(fù)為高阻狀態(tài)。 當(dāng)壓敏電阻器兩端電壓超過其最限制電壓時(shí)，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢復(fù)。 B應(yīng)用： 壓敏電阻器廣泛地應(yīng)用在家用電器及其它電子產(chǎn)品中，起過電壓保護(hù)、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護(hù)半導(dǎo)體元器件等。,C. 典型應(yīng)用電路,超聲波傳感器：/b利用超聲波在超聲場中的物理特性和各種效應(yīng)而研制的裝置可稱為超聲波換能器、 探測器或傳感器。 超聲波探頭按其工作原理可分為壓電式、 磁致伸縮式、 電磁式等, 而以壓電式最為常用。 壓電式超聲波探頭常用的材料是壓電晶體和壓電陶瓷, 這種