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    第四章 电子控制系统的执行部件.ppt

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    第四章 电子控制系统的执行部件.ppt

    1、第四章 电子控制系统的执行部件,考试标准,一、继电器的作用和类型 1.含义,继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。,2.作用,继电器是控制系统中一种重要的元件,在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。概括为“以低控高”“以小控大”。(1)传递信号:用触点的转换、接通或断开电路以传递控制信号。 (2)功率放大:使继电器动作的功率通常是很小的,而被其触点所控制电路的功率要大的多,从而达到功率放大的目的。,3.原理,用低电压、小电流来控制大电流、高电压的自动开关。,如上图所示: 此继

    2、电器的4脚和5脚是线圈,1脚和2脚是常闭开关,1脚和3脚是常开开关点。当继电器的4脚和5脚接电,有电流流过,线圈就会产生磁力,开关片被吸下。此时1和3就连通,1和2断开。,4.优缺点,(1)优点:工作可靠、体积小、结构简单、制作方便、灵敏度高、继电器输入输出电路隔离,抗干扰能力强。 (2)缺点:寿命短、触点易碳化、接触不良、不宜应用于大功率负载电路。,5.分类,(1)按原理分:电磁继电器、干簧继电器、时间继电器、压力继电器、热继电器等。 (2)按执行部件分:有触点继电器、无触点继电器。,二、直流继电器的构造、规格和工作原理,1.组成:电磁继电器一般由电磁铁和一组或几组带触点的簧片组成。,2.构

    3、造,3.电路符号,4.电磁继电器的工作原理和特性,(1)电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力的作用下,克服返回弹簧的拉力,被吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后,电磁的吸引力也随之消失,衔铁就会在返回弹簧的作用下返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。 (2)对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分: 继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点称为常开触点;处于接通状态的静触点称为常闭触点。,三

    4、、晶闸管,1.含义:晶闸管是晶体闸流管的简称,是一种可控制的硅整流器件,也称为可控硅。 2.构造:晶闸管由三个PN结,四层半导体组成,分别引出阳极a,控制极g和阴极k。,3.符号,4.工作原理,晶闸管相当于由一个PNP和NPN三极管构成,根据三极管原理分析晶闸管电流大小,发现当控制极发出较大电流后,晶闸管在加载正向电压后便导通,当此时控制极断开,由于电路存在正反馈,电路依然维持导通状态。 (1)反向阻断,现象:开关S断开,灯泡不亮;开关S闭合,灯泡不亮。,(2)正向阻断,现象:开关S断开,灯泡不亮。,(3)触发导通,现象:开关S闭合,灯泡亮。 (4)导通后控制极失控,现象:开关S断开,灯泡亮。

    5、,【例1】 (20168月温州模考)如图所示为预防近视测光指示器的电路。根据规定,阅读写字时,环境光线照度应不低于100 lx(勒克斯)的标准照度,该电路可通过光敏电阻RG检测到的环境光线照度来控制指示灯LED1及LED2的亮灭状态。请完成第(1)(2)题。,(1)该电路不需要用到的电子元件是( ),解析 A为电位器(可调电阻),分配电压用;B为光敏电阻;C为三极管,D为湿敏电阻。 答案 D,(2)该电路中V1、V2工作于开关状态,当外界光照强度小于标准照度时,以下LED1、LED2的状态中正确的是( ) A.LED1不发光、LED2不发光 B.LED1不发光、LED2发光 C.LED1发光、

    6、LED2不发光 D.LED1发光、LED2发光 解析 当外界强度小于标准照度时,光敏电阻的阻值增大,处于低电位状态,V1截止,V2导通,故LED1不发光,LED2发光。 答案 B,变式1 一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水,科技小组的同学知道后,利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子,在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B,它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池;M为配有电动机的水泵(电泵);D1、D2为弹簧,E1、E2为衔铁,F1、F2为电磁铁线圈;K1为最高水位限位开关,K2为最低水位限位开关,K3、K4、K5均为由电磁铁衔铁带动的触头开关

    7、.电磁铁F1通电时,K4接通,断电时,K3接通,电磁铁F2断电时,K5接通,S1、S2为开关。,请你按照下图所示的器材,连接一个可以实现自动注水的模拟电路,并说明自动注水的过程。,答案 闭合开关S1、S2(此时开关K3、K5处于接通状态),电泵运转,开始注水。随着蓄水池中水位的逐渐升高,浮子A带动金属触头B上移,当升到最高水位时,K1闭合,接通电磁铁线圈F1,衔铁E1被吸下来,使开关K3断开,切断电泵的电源,停止抽水。与此同时K4接通,由于K4与K1为并联,所以当水位下降使K1断开时,电磁铁线圈F1仍处于接通状态,电泵保持停止状态。当水位下降到最低点时,开关K2闭合,接通电磁铁线圈F2,衔铁E

    8、2被吸下来,使开关K5断开,切断电磁铁线圈F1的电源,衔铁E1释放,使开关K3闭合,接通电泵的电源,再次注水。如此循环往复,实现自动注水。,【例2】 (201610月浙江选考)如图所示是小明设计的水位控制系统,当水位低于b点时水泵M抽水,水位达到a点时停止抽水。555集成电路6脚电位升至2/3 Vcc时,3脚输出低电平,2脚电位低至1/3 Vcc时3脚输出高电平,请完成以下任务:,(1)555集成电路管脚识别正确的是_(在下列选项中选择正确的选项,将序号填写在“_”处);,(2)测试电路时发现当555集成电路的3脚输出高电平时,继电器J不工作,合理的调节措施是_(在减小R1和R2的阻值;减小R

    9、3的阻值;减小R4的阻值;减小R5的阻值中选择合适的选项,将序号填写在“_”处);,(3)小明设计的控制电路中,忘记设置水泵工作状态指示灯,请你在虚线框内选择合适的端子连接发光二极管V3和电阻R6,使得水泵M抽水时V3发光,不抽水时V3不发光;,(4)系统工作一段时间后,三极管V1损坏,小明准备用手头仅有的PNP型三极管替代原来的三极管,请你在虚线框内选择合适的端子重新连接电路。要求保持系统原有的功能,继电器线圈接在集电极上。,答案 (1) (2) (3),(4),变式2 (20159月浙江模考)如图所示为拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动

    10、车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列说法中,正确的是( ),A.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄 B.机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄 C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄 D.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用 解析 只有线圈回路闭合,才能触发继电器动作,光控开关和压力开关是串联的,所以,只有当光控开关和压力开关同时闭合时,才能触发继电器动作。 答案 C,【易混易错】 1.继电器,(1)原理:用低电压、小电流来控制大电流、高电压的自动开关。 (2)工作过程 此继电器的4脚和5脚是线圈,1脚和2脚是常闭开关,1脚和3脚是常开开关点。当继电器的4脚和5脚接电,有电流流过,线圈就会产生磁力,开关片被吸下。此时1和3就连通,1和2断开。,2.直流电磁继电器,(1)原理图,(2)工作过程 S1闭合 控制电路有电流,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,使开关S的触点闭合,高压工作电路接通。 S1断开 控制电路中电流消失,电磁铁失去磁性,弹簧收缩,将衔铁拉回,开关S的触点断开,使高压工作电路无电流通过。,


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