1、電子器件與應用,六 執(zhí)行器件,機械類:,閘刀開關 鈕子開關 行程開關 波段開關 微動開關,電控類:,干簧管 繼電器 霍爾開關 光電開關 可控硅,光電開關,利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內(nèi)。當有反光面（被檢測物體）接近時，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 1、渦流式接近開關有時也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場接近開關時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用到接近開關，使開關內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無導電物體移近，進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導

2、電體。2、電容式接近開關這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，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，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。,3、熱釋電式接近開關用能感知溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上，當有與環(huán)境溫度不同的物體接近時，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、接近開關當觀察者或系統(tǒng)對波源的距離發(fā)生改變時，接近到的波的頻率會發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應。聲納和雷達就是利用這個效應的原理制成的。利用多普勒效應可制成超聲波接近開關、微波接近開關等。當有物體移近時，接近開關接收到的反射信號會產(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）同時接正向電壓時，呈現(xiàn)導通狀態(tài) 2 當陽極（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，不導通， 3 一旦導通，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，將一直處于導通狀態(tài)。要想關斷，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,貴重家電防盜報警器,應用電路,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時可控硅導通，RL得到電壓而工作。,光控電路,斷開開關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)電流維持導通。放電電流逐漸減小，一段時間后，可控硅截止，燈滅。此電路延時時間約為4050秒。,A、B分別接在原開關兩端。S為無自鎖式按鍵。按下時，交流電正半周經(jīng)D6、R2、R1、

5、D1觸發(fā)可控硅導通；交流電的負半周經(jīng)D4、R2、R1、D1觸發(fā)可控硅導通?？煽毓鑼ê?，相當于短路C、D兩點，因而A、B兩點也經(jīng)過二極管和導通的可控硅閉合起來。此時照明燈亮。,應用電路,雙向可控硅 單向可控硅多用于控制直流負載，要控制交流負載，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半波，為此需兩套獨立的觸發(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，而且僅需一個觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關器件。,B、A之間有觸發(fā)電壓時SCR導通， B、A之間沒有觸發(fā)電壓時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、,雙向可控硅應用電路,接近開關電路,雙向可控硅應用電路,可調(diào)電壓插座,雙向可控硅應用電路,雙向可控硅應用電路,雙向可控硅應用電路,采用雙向晶閘管的氣體煙霧報警電路,TGS308S 煙霧傳感器；H是24V交流報警器,雙向可控硅應用電路,過熱保護電路,雙向可控硅應用電路,對于交流電路 （VC為交流時）： 單、雙向可控硅均有觸發(fā)導通，不觸發(fā)就截止的特性。 雙向可控硅還可根據(jù)觸發(fā)信號的大小控制導通狀態(tài)。,對于直流電路（VC為正時）：一旦觸發(fā)導通其維持導通的性能不發(fā)生任何變化。此時無論是否撤掉觸發(fā)電壓VBA，SCR均保持導通狀態(tài)不變，這是單、雙向可控硅的共性。 （VC為負時單向抗控硅不能導通）,注意：,

7、觸發(fā)特性： VBA為正向電壓時單向可控硅導通， VBA為正為負雙向可控硅均能觸發(fā)導通，,點亮電壓約為0.8-1.5V 一般作為電源指示或工作指示； 注意： 工作時應盡量減小工作電流,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8字加一個小數(shù)點）而作為一個引腳，就叫共陽，相反，就叫共陰。 應用時共陽型引腳接電源正極即VCC；共陰型引腳接電源的負極即GND。 把多個這樣的8字裝在一起就成了多位數(shù)碼管。,2 數(shù)碼管,數(shù)碼由八個發(fā)光二極管構成。用ABCDEFG和 DP表示，在相應段加上合適的電壓，該段就點亮。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），,加上電壓，全部開關閉合時數(shù)碼管全部點亮,合上用”1”表示,打開用”0”表示. 開關設置狀態(tài)決定點亮數(shù)字筆畫,2 （LED）點陣,8X8點陣 64個發(fā)光管,16X16點陣 256個發(fā)光管,8X8點陣接線圖,可跟據(jù)實際要求適當提升。,多個8X8點陣的驅(qū)動電路,多個8X8點陣的驅(qū)動電路,七 傳感器和模組器件,1 熱敏器件,可將溫度變化轉換為電信號的器件 主要類型： 正（PTC）負（ NTC）溫度系數(shù)的熱敏電阻 對溫度較敏感的PN結 可精確反映溫度變化的鉑電阻 溫敏集成器件DS18B20等,（1）熱敏器件的應用電路,（2）PT100常用電路圖,當溫

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放放大后輸入單片機。電橋的一個橋臂采用可調(diào)電阻R3，通過調(diào)節(jié)R3可以調(diào)整輸入到運放的差分電壓信號大小，通常用于調(diào)整零點。,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)直接轉換成數(shù)字量輸出。測溫范圍是-55度到75度， DS18B20和單片機連接圖及其引腳圖：,（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（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 應用電路（暗激發(fā)）,當照度下降到設定值時，由于光敏電阻阻值上升激發(fā)VT1導通，VT2的激勵電流使繼電器工作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，實現(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，進而使可控硅的導通角增大，達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，導致可控硅的導通角變小，照明燈兩端電壓也同時下降，使燈光變暗，從而實現(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)。,該傳感器為開關量傳感器，輸出的為1，0開關量信號，可以和單片機直接連接使用。,光電開關的特點是小型、高速、非接觸, 而且與TTL、 MOS等電路容易結合。此類傳感器目前也多為開關量傳感器，輸出的為1，0開關量信號，可以和單片機直接連接使用。 光電開關廣泛應用于工業(yè)控制、自動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)品計數(shù), 料位檢測，尺寸控制，安全報警及計算機輸入接口等用途。,光電開關,光耦可基本上分為線性光耦和非線性（光電開關）光耦。有一種能實現(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,在邏輯電路中的應用,3 力敏器件,力敏器件是力學量敏感器件的簡稱。它具有將被測物體的力學量，例如荷重、位移、壓力、拉力、應力、加速度、振動、扭矩等轉變成電量的功能。因此，力敏器件被廣泛應用于自動衡器、精密檢測儀器與工業(yè)自動化等領域中,A 力敏器件的種類 電阻絲應變片、半導體應變片、擴散硅應變片、薄

13、膜應變片、力敏電阻、壓力開關、壓敏二極管、壓敏三極管、集成硅力敏器件等。其中半導體應變片又有P型硅、N型硅、PN結溫度自補償硅，靈敏系數(shù)補償型、非線性補償型等多種類型。,B、力敏器件的應用 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、負載傳感器、荷重傳感器、扭矩傳感器、振動傳感器、斜度傳感器、半導體壓力傳感器及各種小型壓力傳感器等。 力敏器件的應用范圍很廣，電阻絲應變片可以用作稱重元件。當重物在應變片彈性體上荷重后，會產(chǎn)生與荷重相應的應變，將此應變的電阻值變化，經(jīng)放大器放大，再通過AD變換，轉換成電子數(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。半導體應變片可用來制作測量氣體或液體壓力差的傳感器。同時，力敏器件在醫(yī)學上也有廣泛的應用，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，將脈搏跳動轉換成電信號，通過放大可以方便地進行顯示或記錄。,4 壓敏器件,A. 特性： 當壓敏電阻器兩端所加電壓低于標稱額定電壓值時，壓敏電阻器的電阻值接近無窮大，內(nèi)部幾乎無電流流過。 當壓敏電阻器兩端電壓略高于標稱額定電壓時，壓敏電阻器將迅速擊穿導通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大。當其兩端電壓低于標稱額定電壓時，壓敏電阻器又能恢復為高阻狀態(tài)。 當壓敏電阻器兩端電壓超過其最限制電壓時，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢復。 B應用： 壓敏電阻器廣泛地應用在家用電器及其它電子產(chǎn)品中，起過電壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體元器件等。,C. 典型應用電路,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