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讲20 传感器、电磁继电器
讲20 传感器、电磁继电器
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模范样题
一、传感器
二、电磁继电器
一 | 传感器
1.传感器的作用
(1)传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置。传感器一般由敏感元件和输出部分组成。传感器是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。
(2)常见传感器的电路符号与外形特征
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一、传感器
二、电磁继电器
(续表)
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一、传感器
二、电磁继电器
2.常见的传感器应用
(1)传感器的选择
①电阻型传感器工作时可以不用对其供电,环境信息变化后,其电阻值随之变化,通常需要与一电阻串联进行分压,以获得可输出的电信号。如光敏电阻、热敏电阻等。
②非电阻型(有源型)传感器的工作往往需要电源对其供电,再输出转换过来的电信号。如声音传感器、气敏传感器等。
③根据设备或电路的要求,选择对应的传感器。
(2)光敏电阻的检测:将多用电表选择开关置于合适的电阻挡,测量光敏传感器的电阻,主要观察光敏传感器受光照强度变化时其电阻值的变化情况。光照强度很强时电阻值很小,光照很暗时电阻值很大,这是正常的光敏传感器。
(3)热敏电阻的检测:将多用电表选择开关置于合适的电阻挡,测量热敏电阻器的电阻,主要观察热敏电阻器在不同环境温度时其电阻值的变化情况。如果温度高对应电阻值大,温度低对应电阻值小,则是正温度系数热敏电阻;反之是负温度系数热敏电阻。
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一、传感器
二、电磁继电器
(4)干簧管
干簧管是一种磁敏的特殊开关,其结构如图所示,通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点。当外界存在磁场时,内部触点闭合,磁场消失后,触点又会断开。
(5)检测传感器的好坏
在精度要求不高的情况下,通常可以使用多用电表。对电阻性传感器的检测,可以用多用电表直接测量它的电阻随外界信息的变化;对于非电阻性变化的传感器一般通过合适电路来测量其电流和电压的变化,通常在测量时,因为电流变化太小,测量不方便,更多时候要通过多用电表测量传感器上电压的变化来检测传感器的好坏。
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二、电磁继电器
二 | 电磁继电器
1.继电器
(1)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”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。“以低控高”、“以小控大”,继电器将输入输出电路隔离,抗干扰能力强。
(2)分类
①按输入物理量的不同分:电磁继电器、温度继电器、时间继电器、热继电器等。
②按执行机构特征的不同分:有触点继电器、无触点继电器。
③按输入电路的控制电流类型的不同,将电磁继电器分为:直流电磁继电器、交流电磁继电器。
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2.直流电磁继电器
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一、传感器
二、电磁继电器
(1)构造
(2)工作原理
线圈两端施加电压达到一定值时,线圈中流过电流就会使电磁铁产生足够大的电磁力,克服弹簧的拉力,将衔铁吸向铁芯,于是使动触点与常开触点闭合,接通输出电路。如果减少输入电流,电磁力减小,当降低到一定值时,衔铁和动触点在返回弹簧作用下回到原位,此时电路断开。电磁继电器是根据外界输入一定信号来控制输出电路“通”“断”的器件。
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一、传感器
二、电磁继电器
(3)作用
①当电磁线圈通电后,所有触点的状态均改变。
②当线圈施加低电压和小电流时,继电器触点可以控制高电压或大电流,这就是继电器的作用,也正好满足自动控制的需要。开关不要人来操作,由电路对开关进行操作。
(4)参数
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一、传感器
二、电磁继电器
从图b中可以获取以下信息:
①线圈额定电压12 V,有一个动合触点。
②125 V交流时,触点容量最大可通过10 A电流。
250 V交流时,触点容量最大可通过5 A电流。
30 V直流时,触点容量最大可通过5 A电流。
③直流继电器有5个引脚,其中2个属于线圈接点,另外的属于常闭或常开或转 换接点(需通过测量手段确定)。
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二、电磁继电器
(5)引脚图
图c为电磁继电器正反面和内部结构,该型号继电器共有两对常开触点和两对常闭触点,其中1、2和1′、2′为常闭触点,1、3和1′、3′为常开触点,当线圈通电时,1、2和1′、2′断开,1、3和1′、3′闭合。最上面两个脚是电磁继电器的线圈引脚。
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二、电磁继电器
(6)直流电磁继电器的选用
①所选继电器额定电压应接近所接电源电压。
②所选继电器触点负荷应大于它们工作电路的电压和电流。
③所选继电器触点的组数和形式要满足被控电路需要。
④所选继电器的尺寸要根据安装位置来定。
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3.检测直流电磁继电器
(1)检测触点电阻
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(2)检测线圈电阻
电磁继电器线圈的阻值一般为25 Ω~2 kΩ。
可用多用电表R“×10 Ω”挡测量继电器线圈的阻值。若测得其阻值为无穷大,则线圈已断路损坏;若测得其阻值低于正常值很多,则线圈内部有短路故障。如果线圈有局部短路,则用此方法不易发现。
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二、电磁继电器
(3)检测吸合电压和吸合电流
将继电器线圈串联到电路中,电压表并联在线圈的两引脚上,电流表也串入电路,注意电流表与电压表的正、负极不要接错。接好后稳压电源通电,并逐渐增加电压值,直到听见衔铁发出“咔”的一声,表明磁铁已将衔铁吸住,此时电压表、电流表的数值便是吸合电压和吸合电流的值。
注:重复多次求出平均值,该数值就是较为准确的吸合电压、电流数值。
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一、传感器
二、电磁继电器
4.用NPN型三极管控制继电器的电路设计方法
(1)三极管的集电极接电源;基极接控制输出端(控制部分一般由集成电路、传感器和电阻等组成),基极不能直接接高电平,应串接分压电阻,发射极接地。
(2)继电器串接在三极管的集电极上,并且反向并联一个二极管(通常状态下二极管是不通的)。连接方式如图d所示,二极管VD的作用是:保护三极管。触点开关J-1类型是:常开触点。
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二、电磁继电器
(3)继电器工作电路应包括常开触点(常闭或转换触点)、用电器和电源,这些器件组成串联电路。
若更换为PNP型三极管,一种方法只要把电源电压换为负电压(即-VCC);另一种接法,在电源电压不变情况下,把集电极改为接地,发射极接电源,工作电路的触点类型根据情况作些调整或三极管基极加接非门。
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一、传感器
二、电磁继电器
5.干簧管继电器
(1)组成和工作原理
干簧管继电器由线圈和干簧管组成,当线圈中有电流通过,线圈产生磁场,使簧片磁化而吸合;当线圈中没有电流时,簧片断开。
(2)特点
结构简单,工作可靠,质量小,价格便宜,吸合功率小,灵敏度高,但触点负荷(功率)小。
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二、电磁继电器
[2021.6浙江]下列电子元器件中属于传感器的是( )
√
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A项为定值电阻;B项为干簧管,属于磁敏传感器;C项为二极管;D项为电磁继电器。
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一、传感器
二、电磁继电器
[2024.6浙江]下列元器件中不属于传感器的是( )
A项是继电器,不属于传感器;B、C、D项分别是光敏电阻、湿敏电阻、负温度系数热敏电阻,均属于传感器。
√
A
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二、电磁继电器
[2025稽阳联考]下列元件中,可用作开门检测的传感器是( )
A项是电位器;B项是电容器;C项是电感器;D项是干簧管,属于磁敏传感器,可用于开门检测。
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二、电磁继电器
[2025绍兴诸暨市统测]下列传感器中,电子体重计中最有可能用到的是( )
A项为气敏传感器;B项为力敏传感器;C项为干簧管,属于磁敏传感器;D项为湿敏传感器;体重计使用的是力敏传感器。
√
B
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二、电磁继电器
如图a所示电路,当磁铁靠近干簧管时,发光二极管不亮,用数字式多用电表测量发光二极管两端的电压,图b为显示数据。如果所有实验操作都无误,下列分析中正确的是( )
A.说明干簧管损坏
B.说明电阻R 断路
C.说明发光二极管损坏
D.说明电源电压过低
多用电表读数显示5.99,为电源电压,说明电路中没有电流流过,且电路中断路的位置在多用电表并联的部分,即发光二极管损坏。
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二、电磁继电器
如图所示为测量不同光照条件下光敏电阻两端的电阻值和电压值的实验图,关于光敏传感器检测的描述中不正确的是( )
A.光敏电阻在光照强度越强的条件下其阻值越小
B.光敏电阻在光照强度越弱的条件下其两端电压值越大
C.需要测量不同光照强度条件下的开关闭合和断开两种
状态的电压值和电阻值
D.用多用电表测量时需要辨认光敏电阻的正负极性,红
表笔接正极,黑表笔接负极
光敏电阻没有正负极性。
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二、电磁继电器
电子元器件的封装往往包含了一定的信息,下列解读正确的是( )
A.继电器上标注DC
24 V,表示只要接
在线圈上的电压不
超过24 V,继电器
都能正常工作
B.电容上标注250 V,
说明电容两端的
电压必须达到250 V
才能正常工作
C.电阻的色环颜
色为红红黄金,
它的阻值可能
为215 kΩ
D.黑色色环一端,
是二极管的正极
A项,DC24 V表示继电器接在线圈上的电压为直流24 V时,可以正常工作;B项,电容上标注250 V时,代表电容两端的电压不可以超过250 V;C项,电阻的阻值为22×104 Ω,误差为±5%,即电阻在209~231 kΩ都正确;D项,黑色色环一端代表负极。
√
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一、传感器
二、电磁继电器
如图a所示是某品牌继电器正面的参数标识,用该继电器设计如图b所示的光控电路,则①和②处的电压设计合理的是( )
A.①处直流12 V,②处交流110 V
B.①处直流12 V,②处交流250 V
C.①处直流9 V,②处交流110 V
D.①处直流9 V,②处交流250 V
图中“12 VDC”代表继电器线圈正常工作时的额定电压为直流12 V,“10 A 120 VAC”代表在交流电压120 V工作下流过触点最大的电流为10 A,“10 A 240 VAC”、“7 A 120 VAC”同上,直流9 V不能使继电器正常工作;加在触点上最大的电流为交流240 V。
√
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型号为JQC⁃3FF的小型直流电磁继电器如图所示。共有5个引脚,其中2个引脚连接线圈,另外3个引脚分别连接常开触点、常闭触点和动触点。已知继电器完好,用多用电表检测各引脚之间的电阻,下列判断不正确的是( )
A.若测得某两个引脚之间的电阻约400 Ω,则这两个
引脚连接的必定是线圈
B.若测得某两个引脚之间的电阻为无穷大,则两个引
脚中必定有一个连接常闭触点
C.若测得某两个引脚之间的电阻为零,则两个引脚中
必定有一个连接动触点
D.若测得某引脚和其余引脚之间的电阻均为无穷大,
则该引脚连接的必是常开触点
B项,测得某两个引脚之间的电阻为无穷大,说明引脚之间是断开的。
√
B
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[2025浙江县域联盟联考]如图a所示是小明设计的光控灯电路,准备在面包板上搭接并调试完成后,用印刷电路板制作该电路。继电器引脚如图b所示,下列说法中正确的是( )
A.检测元件时,可用指针式多用电表检测电容好坏
B.搭接电路时,必须将二极管的正极接电源的正极
C.搭接电路时,小灯泡一端接电源负极,另一端接
继电器的4脚
D.在印刷电路板上插装元器件时,应先插装继电器,
再插装三极管
A项,检测电容好坏时,可先将电容放电,再用指针式多用电表的欧姆挡合适挡位,观察电容充电现象,若检测时指针快速右偏,再慢慢回到左侧,则电容是好的;B项,搭接电路时,二极管的正接会把继电器线圈短路;C项,从图b可以看出,灯泡另一端接的是继电器的动脚,则应接1脚或6脚;D项,在印刷电路板上插装元器件时,应先小后大,先低后高,故应先插装三极管,再插装继电器。
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[2021.6浙江]如图所示的电路,开关S控制灯L是否发光。下列分析中正确的是( )
A.灯L发光时减小R1的阻值,电压表V读数增大
B.S断开时减小R2的阻值,电压表V读数减小
C.S闭合的瞬间VD有保护三极管的作用
D.S断开的瞬间VD有保护三极管的作用
A项,开关S闭合,三极管VT导通,灯L发光,减小R1阻值,电压表V读数不变;B项,S断开时,三极管VT截止,电压表V读数为VCC,减小R2的阻值,电压表V读数不变;C、D项,在继电器断电时,即S断开的瞬间,继电器线圈两端会产生一个反向感应电动势,会损坏三极管,故可反向并联一只二极管来保护三极管。
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如图所示为光控路灯原理图,请完成例12—13题。
小明用多用电表×1 k欧姆挡对电子元器件进行测量,下列各测量结果分析中正确的是( )
A.强光和弱光
时结果相似,
说明正常
B.先快速右偏,
再缓慢返回,
说明损坏
C.说明4脚是
常闭触点
D.说明三极管是坏的
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A项,光敏电阻随着光线的变化,电阻阻值会发生变化,故强光和弱光时电阻阻值不一样,指针摆动情况不一样;B项,测电容时,由于多用电表内部有电源,会给电容充电,故电容先快速右偏,再慢慢返回,说明电容正常;C项,选用电阻挡测量6、4脚之间的阻值,电阻表盘左大右小,指针在最右端,说明阻值为0,相当于开关闭合,即6脚为动触点、4脚为常闭触点;D项,9013为NPN型三极管,当黑表笔接c,红表笔接e,相当于开关断开,故指针在最左端,不能说明三极管是坏的。
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如图所示为光控路灯原理图,请完成例12—13题。
下列关于如图所示的电路分析中,错误的是( )
A.路灯不亮时,转换触点J-1相当于常闭触点
B.当光线变化时,与门能使三极管处于开关状态
C.白天时,三极管VT1处于饱和状态
D.傍晚时灯还未亮,应将RP1的触点往上滑
继电器的常开触点是指继电器不工作时触点一直断开。由图可知,当继电器不工作时,J1相当于常开触点;当继电器工作时闭合。
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[2024嘉兴一模]某晶闸管整流电路如图所示。Ui为交流电压,UG为晶闸管VT控制极的电压,UL为负载电阻RL两端的电压。下列Ui、UG、UL的波形正确的是( )
晶闸管具有单向导电性,因此Ui是负半周期时,UL=0,当Ui是正半周期且晶闸管的控制极电压有出现过高电平,即晶闸管一直导通,VT也一直处于导通状态,即Ui波形与UL波形相同。
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如图所示电路,下列说法中不正确的是( )
A.从系统的工作电压可以判断该数字逻辑门电路为
CMOS类型
B.8脚、9脚、12脚、13脚接电源正极是对数字集成
电路输入空脚的处理
C.按下S1,继电器J吸合;松手后,继电器J释放
D.按下S2,VT截止;松手后,VT还是截止
工作电压为12 V,TTL类型工作电压是5 V,CMOS类型是3~18 V,A项正确;与非门集成电路,空脚应接高电平,接电源正极,B项正确;根据题目连线情况,两个与非门构成触发器,按下开关后,输入为低电平;其中S1是置1端,S2是置0端,按下S1,触发器输出为高电平,继电器吸合,松手后为保持状态,继电器继续吸合,C项错误;按下S2,触发器输出为低电平,VT截止,松手后,触发器输出保持上个状态,VT还是截止,D项正确。
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在电子控制技术实践课上,小明准备设计一个遮光、通风控制系统,选择光敏电阻和正温度系数的热敏电阻作为传感器。请完成以下任务:
(1)光敏电阻值随光照强度变化的规律与(单选) 相似;
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(2)小明提出的控制要求和设计的控制电路如图表所示,其中X端输入光照强度信号,Y端输入温度信号。根据控制要求分析电路,J1、J2的作用是(单选) ;
A.J1用作遮光控制、J2用作通风控制 B.J1用作通风控制、J2用作遮光控制
输入 输出
光照 温度 遮光继电器 通风继电器
弱 ≤26 ℃ 释放 释放
强 ≤26 ℃ 释放 释放
弱 >26 ℃ 释放 吸合
强 >26 ℃ 吸合 吸合
控制要求
A
二、电磁继电器
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讲20 传感器、电磁继电器
知识整合
模范样题
一、传感器
二、电磁继电器
(3)小明在测试电路时,发现R3和R4的阻值不符合电路要求,导致J1和J2始终都不能吸合,合理的调整措施有(多选) ;
A.增大R3 B.减小R3 C.增大R4 D.减小R4
(4)请你根据控制要求,在虚线框内将传感器和电阻正确地连接到电路中。
BD
二、电磁继电器
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讲20 传感器、电磁继电器
知识整合
模范样题
一、传感器
二、电磁继电器
本题考查传感器逻辑电路的分析控制系统的设计与应用。 (1)光敏电阻值随光照强度增强而电阻变小。 (2)由输入判断输出,输入光照输出遮光控制,输入温度输出通风控制。 (3)继电器J1、J2不能吸合说明流过的电流较小,应减小三极管基极电阻,增大三极管基极电流。 (4)通过写出真值表、逻辑表达式来连接输入部分。设光照强为1,弱为0;温度高于26 ℃为1,低于26 ℃为0;继电器吸合为1,释放为0。
输入 输出
光照X 温度Y 遮光J1 通风J2
0 0 0 0
1 0 0 0
0 1 0 1
1 1 1 1
通过真值表写出表达式:①J1=XY(含义:光照强且温度高于26 ℃,J1吸合);②J2= Y+XY=( +X)Y=Y
(含义:温度高于26 ℃,J2吸合)。
二、电磁继电器
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知识整合
模范样题
一、传感器
二、电磁继电器
二、电磁继电器
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知识整合
模范样题
一、传感器
二、电磁继电器
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