电子元器件及应用

电子元器件及应用第1页，共50页，2023年，2月20日，星期二六执行器件机械类:闸刀开关钮子开关行程开关波段开关

微动开关……第2页，共50页，2023年，2月20日，星期二电控类:干簧管继电器霍尔开关光电开关可控硅第3页，共50页，2023年，2月20日，星期二光电开关利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。第4页，共50页，2023年，2月20日，星期二第5页，共50页，2023年，2月20日，星期二第6页，共50页，2023年，2月20日，星期二第7页，共50页，2023年，2月20日，星期二其他接近开关1、涡流式接近开关

有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。

2、电容式接近开关

这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。

第8页，共50页，2023年，2月20日，星期二3、热释电式接近开关

用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出便变化，由此便可检测出有物体接近。

4、其它型式的接近开关

当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。

第9页，共50页，2023年，2月20日，星期二晶闸管晶闸管俗称可控硅，有单向可控硅和双向可控硅之分常用晶闸管的外形第10页，共50页，2023年，2月20日，星期二第11页，共50页，2023年，2月20日，星期二可控硅的符号控制极（G）阴极（K）阳极（A）GT1T2第12页，共50页，2023年，2月20日，星期二单向可控硅的特性：1阳极（A）和控制极（G）同时接正向电压时，呈现导通状态2当阳极（A）接反向电压，或者阳极（A）接正向电压但控制极不加电压时，不导通，3一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。控制极（G）阳极（A）阴极(k)单向可控硅第13页，共50页，2023年，2月20日，星期二贵重家电防盗报警器第14页，共50页，2023年，2月20日，星期二应用电路VD整流，RV降压，VZ稳压在15V左右，使VT1具备了工作条件，有光照且使电流在6-20MA时可控硅导通，RL得到电压而工作。光控电路第15页，共50页，2023年，2月20日，星期二断开开关S后，由于电容C1经R1、D1和可控硅控制极放电，使可控硅仍有触发电流维持导通。放电电流逐渐减小，一段时间后，可控硅截止，灯灭。此电路延时时间约为40～50秒。A、B分别接在原开关两端。S为无自锁式按键。按下时，交流电正半周经D6、R2、R1、D1触发可控硅导通；交流电的负半周经D4、R2、R1、D1触发可控硅导通。可控硅导通后，相当于短路C、D两点，因而A、B两点也经过二极管和导通的可控硅闭合起来。此时照明灯亮。应用电路第16页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅

单向可控硅多用于控制直流负载，要控制交流负载，必须将两只可控硅反极性并联，让每只单向可控硅控制一个半波，为此需两套独立的触发电路，使用不够方便。双向可控硅是在单向可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。B、A之间有触发电压时SCR导通，

B、A之间没有触发电压时SCR就截止双向可控硅的特性：图1-8-4可控硅的触发特性第17页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅应用电路接近开关电路第18页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅应用电路可调电压插座第19页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅应用电路第20页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅应用电路第21页，共50页，2023年，2月20日，星期二双向可控硅应用电路第22页，共50页，2023年，2月20日，星期二采用双向晶闸管的气体－烟雾报警电路TGS308S烟雾传感器；H是24V交流报警器双向可控硅应用电路第23页，共50页，2023年，2月20日，星期二过热保护电路双向可控硅应用电路第24页，共50页，2023年，2月20日，星期二对于交流电路（VC为交流时）：

单、双向可控硅均有触发导通，不触发就截止的特性。

双向可控硅还可根据触发信号的大小控制导通状态。对于直流电路（VC为正时）：一旦触发导通其维持导通的性能不发生任何变化。此时无论是否撤掉触发电压VBA，SCR均保持导通状态不变，这是单、双向可控硅的共性。

（VC为负时单向抗控硅不能导通）注意：触发特性：VBA为正向电压时单向可控硅导通，VBA为正为负双向可控硅均能触发导通，第25页，共50页，2023年，2月20日，星期二点亮电压约为0.8-1.5V一般作为电源指示或工作指示；注意：工作时应尽量减小工作电流

1发光二极管六显示(指示)器件第26页，共50页，2023年，2月20日，星期二把LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳，相反，就叫共阴。应用时共阳型引脚接电源正极即VCC；共阴型引脚接电源的负极即GND。把多个这样的8字装在一起就成了多位数码管。2数码管数码由八个发光二极管构成。用ABCDEFG和DP表示，在相应段加上合适的电压，该段就点亮。用来指示电器的工作状态LED数码有共阳和共阴两种第27页，共50页，2023年，2月20日，星期二A~G段用于显示数字,字符的笔画,（Dp显示小数点），第28页，共50页，2023年，2月20日，星期二加上电压，全部开关闭合时数码管全部点亮

第29页，共50页，2023年，2月20日，星期二J1AJ2BJ3CJ4DJ5EJ6FJ7G显示11111100011000011101111211110013011111141011011500111116111000071111111811110119合上用”1”表示,打开用”0”表示.开关设置状态决定点亮数字笔画第30页，共50页，2023年，2月20日，星期二2（LED）点阵8X8点阵64个发光管16X16点阵256个发光管第31页，共50页，2023年，2月20日，星期二8X8点阵接线图第32页，共50页，2023年，2月20日，星期二可跟据实际要求适当提升。

多个8X8点阵的驱动电路第33页，共50页，2023年，2月20日，星期二多个8X8点阵的驱动电路第34页，共50页，2023年，2月20日，星期二七传感器和模组器件1热敏器件可将温度变化转换为电信号的器件主要类型：正（PTC）负（NTC）温度系数的热敏电阻对温度较敏感的PN结可精确反映温度变化的铂电阻温敏集成器件DS18B20等第35页，共50页，2023年，2月20日，星期二（1）热敏器件的应用电路第36页，共50页，2023年，2月20日，星期二（2）PT100常用电路图当温度变化1摄氏度，Pt100阻值近似变化0.39欧R2、R3、R4和Pt100组成传感器测量电桥，为了保证电桥输出电压信号的稳定性，电桥的输入电压通过TL431稳至2.5V。从电桥获取的差分信号通过两级运放放大后输入单片机。电桥的一个桥臂采用可调电阻R3，通过调节R3可以调整输入到运放的差分电压信号大小，通常用于调整零点。第37页，共50页，2023年，2月20日，星期二

DS18B20是数字式测温芯片，无需外围元件，能在现场采集温度数据，并将温度数据直接转换成数字量输出。测温范围是-55度到75度，

DS18B20和单片机连接图及其引脚图：

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（3）一线制数字温度传感器18B20第38页，共50页，2023年，2月20日，星期二A作用：可将（红外）光的亮、暗或有、无变化转换为电信号的器件B主要类型：

阻值变化较大的光敏电阻（变化较迟钝）对对红外光较敏感的PN结（变化较迅速）光电耦或光敏集成器件等（线性光耦和非线性光耦）2光敏器件C应用电路（暗激发）当照度下降到设定值时，由于光敏电阻阻值上升激发VT1导通，VT2的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。

第39页，共50页，2023年，2月20日，星期二光控调光电路工作原理：周围光线变弱时引起光敏电阻RG的阻值增加，使加在电容C上的分压上升，进而使可控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线变亮，则RG的阻值下降，导致可控硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制。第40页，共50页，2023年，2月20日，星期二红外避障传感器该光电传感器为NPN常开型反射式传感器，自发自收。工作电压为5V，工作电流为100mA。有效测量距离为80cm。易于装配，使用方便，可以很方便的实现小车的避障等功能。

通过调节后部的螺丝，可以改变该传感器的避障距离。即避障距离可以在0－80cm之间可调。

该传感器为开关量传感器，输出的为1，0开关量信号，可以和单片机直接连接使用。第41页，共50页，2023年，2月20日，星期二光电开关的特点是小型、高速、非接触,而且与TTL、MOS等电路容易结合。

此类传感器目前也多为开关量传感器，输出的为1，0开关量信号，可以和单片机直接连接使用。

光电开关广泛应用于工业控制、自动化包装线及安全装置中作光控制和光探测装置。可在自控系统中用作物体检测，

产品计数,料位检测，尺寸控制，安全报警及计算机输入接口等用途。光电开关第42页，共50页，2023年，2月20日，星期二光耦可基本上分为线性光耦和非线性（光电开关）光耦。有一种能实现线性传输的光耦合器。光耦线性光耦：输出信号随输入信号的变化而成比例的变化。非线性光耦：输出信号随输入信号的变化而成比例的变化。线性光耦第43页，共50页，2023年，2月20日，星期二在逻辑电路中的应用第44页，共50页，2023年，2月20日，星期二3力敏器件力敏器件是力学量敏感器件的简称。它具有将被测物体的力学量，例如荷重、位移、压力、拉力、应力、加速度、振动、扭矩等转变成电量的功能。因此，力敏器件被广泛应用于自动衡器、精密检测仪器与工业自动化等领域中A力敏器件的种类电阻丝应变片、半导体应变片、扩散硅应变片、薄膜应变片、力敏电阻、压力开关、压敏二极管、压敏三极管、集成硅力敏器件等。其中半导体应变片又有P型硅、N型硅、P－N结温度自补偿硅，灵敏系数补偿型、非线性补偿型等多种类型。第45页，共50页，2023年，2月20日，星期二B、力敏器件的应用利用力敏器件可制成为：压力传感器、加速度传感器、角度传感器、位移传感器、差压传感器、负载传感器、荷重传感器、扭矩传感器、振动传感器、斜度传感器、半导体压力传感器及各种小型压力传感器等。力敏器件的应用范围很广，电阻丝应变片可以用作称重元件。当重物在应变片弹性体上荷重后，会产生与荷重相应的应变，将此应变的电阻值变化，经放大器放大，再通过A／D变换，转换成电子数显，即可测量出物体重量，这种电子秤的称量范围为1千克至数吨。半导体应变片可用来制作测量气体或液体压力差的传感器。同时，力敏器件在医学上也有广泛的应用，它在医疗器材上常作为脉搏、血压、心跳、肌肉收缩等测量。例如，医生使用三只力敏器件模拟医生的三只手指，将脉搏跳动转换成电信号，通过放大可以方便地进行显示或记录。第46页，共50页，2023年，2月20日，星期二4压敏器件A.特性：当压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低