电子控制技术优秀课件.ppt

电子控制技术第1页，本讲稿共18页电子控制系统在生产和生活中的应用电子控制系统在生产和生活中的应用举例说明举例说明楼道上的电灯如何能人来就亮，人走就熄灭楼道上的电灯如何能人来就亮，人走就熄灭？洗手间里的自动干收集，只要将手伸到烘洗手间里的自动干收集，只要将手伸到烘干机下面，它就自动工作吹出热风，干机下面，它就自动工作吹出热风，工业生产中所用的自动报警器、恒温箱，这工业生产中所用的自动报警器、恒温箱，这些又是如何实现控制的呢？些又是如何实现控制的呢？第2页，本讲稿共18页问题：问题：1.电子控制系统一般由哪几部分构成？各部分又由什么组成？电子控制系统一般由哪几部分构成？各部分又由什么组成？输入部分输入部分控制部分控制部分输出部分输出部分传感器组成传感器组成集成电路、数字电路、集成电路、数字电路、微型计算机系统组成微型计算机系统组成继电器、继电器、驱动开关驱动开关人人外外界界信信息息感觉器官感觉器官大脑大脑肌肉肌肉传感器传感器控制器控制器执行器执行器机器机器执执行行机机构构第3页，本讲稿共18页传感器传感器（摄像机）（摄像机）微型微型计算机计算机驱动电路和执行机驱动电路和执行机构（机械手）构（机械手）皮箱皮箱电信号电信号指令指令位置、距离信息位置、距离信息力力例如例如P51遥控机器人遥控机器人指出遥控机器人的三个组成部分指出遥控机器人的三个组成部分练习：练习：指出手机内电子控制系统的三个组成部分指出手机内电子控制系统的三个组成部分机器人工作实例分析机器人工作实例分析第4页，本讲稿共18页问题：问题：1.什么是传感器？什么是传感器？4.生活中哪些地方用到传感器，并说明它们的用途生活中哪些地方用到传感器，并说明它们的用途2.“DIS实验实验”中我们应用过哪些传感器？这些传感器分别起什么中我们应用过哪些传感器？这些传感器分别起什么作用？作用？3.传感器主要应用于电子控制系统中哪部分电路？在此电路中，传传感器主要应用于电子控制系统中哪部分电路？在此电路中，传感器是如何工作的？感器是如何工作的？P53第5页，本讲稿共18页传感器传感器传感器传感器是指能将感受到的某种物理量是指能将感受到的某种物理量（外界信号）（外界信号）按照一定规律转换成电信号按照一定规律转换成电信号的器件或装置。主要用于电子控制系统中的输入电路的器件或装置。主要用于电子控制系统中的输入电路输入电路输入电路控制部分控制部分应用于应用于传感器把检测到的信息转换成电信号传感器把检测到的信息转换成电信号传感器的作用传感器的作用传感器的检测对象传感器的检测对象（1）长度、面积、位置、转速、压力、加速度、）长度、面积、位置、转速、压力、加速度、振动强度、浓度、密度、烟雾、气味、温度、声振动强度、浓度、密度、烟雾、气味、温度、声音等人类五官可以感受到的信息音等人类五官可以感受到的信息（2）超声波、红外线、）超声波、红外线、X射线等人类无法感射线等人类无法感知的信息知的信息（1）信息的收集。）信息的收集。（2）信息数据的交换。）信息数据的交换。（3）控制信息的采集）控制信息的采集第6页，本讲稿共18页在这个电路中，假设电源不变，如何使小灯泡发光亮度发生在这个电路中，假设电源不变，如何使小灯泡发光亮度发生变化？变化？手动调节变阻器阻值手动调节变阻器阻值有什么办法能够使得电路中的电阻阻值自动随着环境变化而变化呢？有什么办法能够使得电路中的电阻阻值自动随着环境变化而变化呢？人们在长时期的生产实践中发现，大部分导体的电阻是会随温度的人们在长时期的生产实践中发现，大部分导体的电阻是会随温度的变化而变化的。但这种现象是不明显的，人们在长时期的实验和尝变化而变化的。但这种现象是不明显的，人们在长时期的实验和尝试后发现一些材料，对温度的变化表现的电阻变化相对明显一些。试后发现一些材料，对温度的变化表现的电阻变化相对明显一些。我们讲其制成电阻，称热敏电阻我们讲其制成电阻，称热敏电阻第7页，本讲稿共18页用多用电表如何对热敏电阻检测用多用电表如何对热敏电阻检测观察热敏电阻，用万用表欧姆档观察热敏电阻，用万用表欧姆档1k档测量热敏电阻的阻值档测量热敏电阻的阻值a）在常态下，放在桌上，或者用镊子夹住测量，观察读数）在常态下，放在桌上，或者用镊子夹住测量，观察读数b）用手捏住热敏电阻，观察指针读数）用手捏住热敏电阻，观察指针读数c）常态下，对着热敏电阻吹热气，观察指针）常态下，对着热敏电阻吹热气，观察指针结论：热敏电阻随温度变化，其电阻值结论：热敏电阻随温度变化，其电阻值（变化（变化/不变化）不变化）第8页，本讲稿共18页1.热敏传感器热敏传感器常见的传感器常见的传感器热敏电阻器热敏电阻器符号？符号？外形？外形？热敏电阻器优点？热敏电阻器优点？常用的热敏传感器是什么元件？常用的热敏传感器是什么元件？热敏电阻器的特性？热敏电阻器的特性？正温度系数的热敏电阻，正温度系数的热敏电阻，当温度较低时，它的电阻当温度较低时，它的电阻非常大，当热敏电阻温度非常大，当热敏电阻温度较高时，它的电阻就会变较高时，它的电阻就会变得很小得很小主要特征是随着外界环境温度的变化，其阻值会相应发主要特征是随着外界环境温度的变化，其阻值会相应发生较大改变。生较大改变。热敏电阻是对温度敏感的半热敏电阻是对温度敏感的半导体元件，导体元件，热敏电阻根据温度系数分为两类：热敏电阻根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。常用的热敏电阻器有几类？其电阻值随温度变化规律如何？常用的热敏电阻器有几类？其电阻值随温度变化规律如何？MZ21型、型、MZ11型、型、MF13型，分别属于什么热敏电阻？你是如何判断的？型，分别属于什么热敏电阻？你是如何判断的？负温度系数的热敏电阻，负温度系数的热敏电阻，随温度升高阻值增大随温度升高阻值增大体积小、反应快、使用方便体积小、反应快、使用方便热敏传感器是将温度作为外界信息转化为一定贵规律电信号热敏传感器是将温度作为外界信息转化为一定贵规律电信号第9页，本讲稿共18页热敏电阻在生活中应用热敏电阻在生活中应用想一想，热敏电阻器为什么能控制电冰箱内的温度想一想，热敏电阻器为什么能控制电冰箱内的温度冰箱内温度冰箱内温度升高升高热敏电阻热敏电阻电阻变化电阻变化控制电路控制电路开启开启压缩机工作压缩机工作降低降低电阻变化电阻变化关闭关闭第10页，本讲稿共18页还有一些材料它随着其他环境因素变化也引起变化。还有一些材料它随着其他环境因素变化也引起变化。楼道灯采用了两种传感器楼道灯采用了两种传感器光敏传感器光敏传感器声敏传感器声敏传感器光敏传感器光敏传感器是一种随光线强弱的变化，其电阻值会发生变化是一种随光线强弱的变化，其电阻值会发生变化第11页，本讲稿共18页观察光敏电阻，用万用表欧姆档观察光敏电阻，用万用表欧姆档1k档测量光敏电阻的阻值档测量光敏电阻的阻值有光照射下电阻值有光照射下电阻值欧欧没有光照射下电阻值没有光照射下电阻值欧欧使用电子实验板，将光敏电阻与发光二极管串联。使用电子实验板，将光敏电阻与发光二极管串联。接通学生电源直流稳压接通学生电源直流稳压3v观察发光情况。观察发光情况。发光亮度发光亮度（亮（亮/弱）；弱）；加上晶体三极管发光变化加上晶体三极管发光变化（明显（明显/不明显）不明显）第12页，本讲稿共18页2.光敏传感器光敏传感器常见的传感器常见的传感器常见的光敏传感器有什么元件常见的光敏传感器有什么元件光敏电阻光敏电阻光敏二极管光敏二极管光敏三极管光敏三极管光电池光电池（1)光敏电阻光敏电阻特性特性优缺点优缺点（2）光敏二极管）光敏二极管对光的特性对光的特性光敏电阻的电阻随着光照的增强而减小，无光照时它的电光敏电阻的电阻随着光照的增强而减小，无光照时它的电阻值大于阻值大于1兆欧，有光照时仅为几千欧，变化较大。兆欧，有光照时仅为几千欧，变化较大。具有灵敏度高、价格便宜等优点，但具有灵敏度高、价格便宜等优点，但他不适用于高频率他不适用于高频率光敏二极管在接收到光照时，它的正向电阻不会改变，光敏二极管在接收到光照时，它的正向电阻不会改变，而反向电阻值回随着对它的光照的增强而减小，由数而反向电阻值回随着对它的光照的增强而减小，由数兆欧减小到数千欧兆欧减小到数千欧（3）光敏三极管）光敏三极管对光的特性对光的特性外形外形P55第13页，本讲稿共18页常用其他传感器常用其他传感器除了光敏，热敏传感器外，生活中还有很多人能感觉到，甚除了光敏，热敏传感器外，生活中还有很多人能感觉到，甚至是感觉不到的环境变化，也可以通过相应传感器转化为电至是感觉不到的环境变化，也可以通过相应传感器转化为电信号。信号。比如：比如：电子秤中的感觉压力变化的电子秤中的感觉压力变化的力传感器；力传感器；话筒中感应声音的话筒中感应声音的声敏传感器声敏传感器；检测酒后驾车，或检测有毒气体是采用的感应器气体的检测酒后驾车，或检测有毒气体是采用的感应器气体的传感传感器；器；感应磁场变化的感应磁场变化的磁敏传感器等等。磁敏传感器等等。第14页，本讲稿共18页在电子控制系统中，最后的工作是由执行机构完成的。在电子控制系统中，最后的工作是由执行机构完成的。最常用的执行机构是电磁继电器和电动机。最常用的执行机构是电磁继电器和电动机。而执行机构一般都需要由一个驱动电路来驱动而执行机构一般都需要由一个驱动电路来驱动第15页，本讲稿共18页一、电磁继电器电路一、电磁继电器电路电磁继电器电磁继电器是一种能够根据输入信号来是一种能够根据输入信号来改变被控线路的通与断的器件改变被控线路的通与断的器件13524电磁继电器的结构电磁继电器的结构当线圈（引入线当线圈（引入线2与与4）中的电流足够大时，磁力将吸合衔铁，使引）中的电流足够大时，磁力将吸合衔铁，使引出线出线3与与5导通导通第16页，本讲稿共18页一、电磁继电器电路一、电磁继电器电路电磁继电器电磁继电器是一种能够根据输入信号来改变被控线路的通与断的器是一种能够根据输入信号来改变被控线路的通与断的器件件第17页，本讲稿共18页热敏电阻原理热敏电阻原理了解热敏电阻原理，是应用好热敏电阻的前提。热敏了解热敏电阻原理，是应用好热敏电阻的前提。热敏电阻是对温度敏感的半导体元件，主要特征是随着外界环境温度的变电阻是对温度敏感的半导体元件，主要特征是随着外界环境温度的变化，其阻值会相应发生较大改变。电阻值对温度的依赖关系称为阻温化，其阻值会相应发生较大改变。电阻值对温度的依赖关系称为阻温特性。热敏电阻根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻和负温特性。热敏电阻根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。由于特性上的区别，应用场合互不相同。度系数热敏电阻。由于特性上的区别，应用场合互不相同。正温度正温度系数热敏电阻简称系数热敏电阻简称PTC，超过一定的温度，超过一定的温度(居里温度居里温度)时，它的电阻值时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。其原理是在陶瓷材料中引入微量稀随着温度的升高呈阶跃性的增高。其原理是在陶瓷材料中引入微量稀土元素，如土元素，如La、Nb.等，可使其电阻率下降到等，可使其电阻率下降到10.cm以下，成以下，成为良好的半导体陶瓷材料。这种材料具有很大的正电阻温度为良好的半导体陶瓷材料。这种材料具有很大的正电阻温度系数，在居里温度以上几十度的温度范围内，其电阻率可增系数，在居里温度以上几十度的温度范围内，其电阻率可增大大410个数量级，即产生所谓个数量级，即产生所谓PTC效应。效应。目前大量被使用的目前大量被使用的PTC热敏电阻种类热敏电阻种类它的阻值是随着温度的升高而下降的。主它的阻值是随着温度的升高而下降的。主要是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工要是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。NTC热敏电阻器热敏电阻器温度系数温度系数-2%-6.5%，可广泛应用于温度测量、温度补偿、可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。抑制浪涌电流等场合。NTC负温度系数热敏电阻主要参数：负温度系数热敏电阻主要参数：零功率电阻值零功率电阻值RT（）第18页，本讲稿共18页