小家電原理使用與維修教案

1、第一節(jié) 常用電熱材料一、電熱基礎(chǔ)知識(shí)電熱器具是利用電能轉(zhuǎn)化成熱能的原理而制成各種器具的統(tǒng)稱。在家用電器中，電熱器具占有2535的比例，如生活中常用的電熨斗、電飯鍋、電烤箱、電熱毯、遠(yuǎn)紅外線輻射取暖器、電磁灶、微波爐等電熱器具。 近幾年，隨著電子技術(shù)的發(fā)展及微電腦的廣泛應(yīng)用，電熱器具進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，性能也越來(lái)越完善。利用電熱比利用其它熱源有下述優(yōu)點(diǎn)：熱效率高，約為5095（煤的熱效率為1220，液體燃料為2040，氣體燃料為5060）?？販胤奖悖_度高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。清潔衛(wèi)生，無(wú)煙灰，不產(chǎn)生有害氣體，不污染環(huán)境。使用方便，與其它熱源相比，無(wú)明火，且有安全保護(hù)裝置，更加安全可靠。一旦

2、發(fā)生故障，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也易于維修。熱慣性小。 電熱器具的類型： 家用電熱器具按其用途大體可分為：廚房器具（如電飯鍋、微波爐、電熱消毒柜、電熱水壺等）、取暖用具（電熱褥、電取暖器、電熱餅等）、整容美發(fā)用具（電吹風(fēng)、電熨斗等）、其它器具（如烘干機(jī)、除濕器等）按加熱方式的不同，電熱器具大體可分為電阻式加熱器、遠(yuǎn)紅外式電熱器具、電磁感應(yīng)式加熱器具及微波式電熱器具。1、電阻式電熱器具 電阻加熱是電熱器具的主要加熱形式。它是利用電流的熱效應(yīng)進(jìn)行加熱的。對(duì)被加熱的物體來(lái)說(shuō)，可分為直接加熱和間接加熱兩種。2、遠(yuǎn)紅外式電熱器具 遠(yuǎn)紅外式電熱器具是在電阻式加熱器具的表面涂有遠(yuǎn)紅外輻射涂料，通電加熱時(shí)輻射出紅外線

3、來(lái)，從而達(dá)到加熱的目的。這類電熱器具的特點(diǎn)是熱效率高。常見(jiàn)的遠(yuǎn)紅外式電熱器具有紅外輻射取暖器、消毒碗柜等，加熱器是由特制的、能輻射遠(yuǎn)紅外線的熱管制成的。該熱管的材料一般為搪瓷材料，經(jīng)表面處理使其黑化，或在外表面上涂有遠(yuǎn)紅外線涂料。當(dāng)電流通過(guò)這樣的電熱管時(shí)，以波長(zhǎng)31000m輻射遠(yuǎn)紅外線，被烤箱內(nèi)食品所吸收，繼而食品內(nèi)部分子發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生熱能，達(dá)到加熱的目的。這種烤箱的熱效率比電阻絲電烤箱高2030。3、電磁感應(yīng)加熱器具 電磁感應(yīng)加熱器具是利用電磁感應(yīng)來(lái)加熱的。鐵磁材料放在交變磁場(chǎng)中，就能產(chǎn)生渦流，渦流在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)克服內(nèi)阻作回旋流動(dòng)產(chǎn)生熱量。利用這種方式加熱的典型產(chǎn)品是電磁灶。 在電磁灶中，因工

4、頻電磁灶（5060Hz）易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，所有家用電磁灶一般都采用1500Hz以上的高頻電磁灶。4、微波式電熱器具微波是波長(zhǎng)1mm1m的電磁波，頻率相應(yīng)為300MHz300000 MHz。食物是吸收微波的一種介質(zhì)，在微波輻射之下，食物中水分子隨微波頻率的變化，在1s內(nèi)作二十幾億次（2.450GHz）的擺動(dòng)，食物中水分子之間的摩擦十分劇烈，從而產(chǎn)生足夠的熱量。微波爐就是微波加熱的典型器具。第二節(jié) 電阻式電熱元件 開啟式螺旋形電熱元件這類元件是電熱絲繞制成螺旋狀后嵌在絕緣或絕熱材料制成的盤面凹槽里或?qū)Ｓ弥Ъ苌?，電熱絲直接裸露在空氣中，發(fā)出的熱量主要以輻射和對(duì)流的方式傳給欲加熱物件。 這種發(fā)熱元件具

5、有加熱迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：因其電阻絲裸露，電熱絲本身帶電，安全性差，稍有不慎而觸及時(shí)，往往造成電擊事故。它的工作溫度約為800850，碰到易燃物體易燃燒；電阻絲裸露在空氣中易氧化，使用壽命短。罩蓋式電熱元件圖 該類元件是將電熱絲放置在罩蓋中，常見(jiàn)的形式如圖02-07所示的兩種，其中（a）多用于電灶中，而（b）則多用于普通型電熨斗。常見(jiàn)的罩蓋式電熱元件封閉式管狀電熱元件這類元件是將電熱絲置于絕緣導(dǎo)熱材料的封閉系統(tǒng)內(nèi)，下圖是常見(jiàn)的外形不同的幾種密閉式管狀電熱元件（簡(jiǎn)稱電熱管）。特殊電阻式電熱元件第三節(jié) 遠(yuǎn)紅外輻射器遠(yuǎn)紅外電熱元件遠(yuǎn)紅外電熱元件有管狀遠(yuǎn)紅外元件、板狀遠(yuǎn)紅

6、外元件、紅外線燈等。管狀遠(yuǎn)紅外電熱元件又分為金屬管狀遠(yuǎn)紅外元件和石英管狀遠(yuǎn)紅外元件兩種。圖02-09（a）是石英管狀遠(yuǎn)紅外元件結(jié)構(gòu)示意圖 。紅外線燈的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖02-09（b）。圖02-09 遠(yuǎn)紅外電熱元件結(jié)構(gòu)圖PTC電熱元件 PTC(Positive Temperature Coefficient)元件是一種具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻。PTC電熱元件的優(yōu)越特性使其在電熱水器、電吹風(fēng)機(jī)、電暖器等電熱器具中廣泛應(yīng)用。PTC電熱元件的電阻率與溫度的特性曲線如圖02-010所示。從圖中可以看出，當(dāng)溫度在TM以下時(shí)，呈現(xiàn)普通半導(dǎo)體特性，也就是當(dāng)半導(dǎo)體陶瓷溫度升高時(shí)電阻下降，為負(fù)溫度系數(shù)；當(dāng)溫度升到TC(居

7、里點(diǎn))與TN之間這一段范圍內(nèi)時(shí)，其電阻隨著溫度升高而急劇上升幾個(gè)數(shù)量級(jí)(103105倍)，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的正溫度系數(shù)特性。這種阻值異常變化的現(xiàn)象稱為PTC特性。圖02-10 PTC電熱元件的電阻率與溫度的特性曲線 通過(guò)對(duì)PTC元件的電阻率與溫度特性分析可以看出，其受電源電壓波動(dòng)的影響很小。使用不同電源電壓時(shí)，只要電壓能為PTC元件提供足夠的發(fā)熱量，使元件達(dá)到居里點(diǎn)的溫度，就不會(huì)對(duì)元件的工作溫度產(chǎn)生影響。而且這種特殊半導(dǎo)體元件是采用陶瓷工藝制成的，電熱元件不氧化，使用壽命長(zhǎng)；利用陶瓷技術(shù)可制成不同形狀及各種外形尺寸，結(jié)構(gòu)靈活；發(fā)熱量可隨環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)PTC元件結(jié)構(gòu)等確定以后，散熱系數(shù)和最高工作

8、溫度便確定了。如周圍溫度升高，發(fā)熱量會(huì)減??；反之發(fā)熱量會(huì)相應(yīng)增大。PTC電熱元件具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此得到了迅速發(fā)展，并正在取代傳統(tǒng)的電熱元件。 在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)不同功能的PTC元件的居里溫度點(diǎn)有不同的要求。在元件的制作過(guò)程中，可通過(guò)制作工藝和添加不同材料來(lái)改變其居里溫度點(diǎn)。例如：在鈦酸鋇中摻入鍶(Sr）、錫(Sn)，可使居里點(diǎn)朝低溫側(cè)移動(dòng)；摻入鉛(Pb)則使居里點(diǎn)朝高溫側(cè)移動(dòng)。目前，實(shí)際產(chǎn)品一般在30265范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。第四節(jié) 電力電子器件電力晶體管GTR是一種電流控制的雙極雙結(jié)大功率、高反壓電力電子器件，具有自關(guān)斷能力,產(chǎn)生于本世紀(jì)70年代，其額定值已達(dá)1800V/800A/2kHz、1400v

9、/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具備晶體管飽和壓降低、開關(guān)時(shí)間短和安全工作區(qū)寬等固有特性，又增大了功率容量，因此，由它所組成的電路靈活、成熟、開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短，在電源、電機(jī)控制、通用逆變器等中等容量、中等頻率的電路中應(yīng)用廣泛。GTR的缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電流較大、耐浪涌電流能力差、易受二次擊穿而損壞。在開關(guān)電源和UPS內(nèi)，GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT所代替。它的符號(hào)如圖1,和普通的NPN晶體管一樣。電力晶體管的結(jié)構(gòu)電力晶體管(Giant Transistor)簡(jiǎn)稱GTR又稱BJT（Bipolar Junction Transistor），GTR和BJT這兩個(gè)名稱

10、是等效的，結(jié)構(gòu)和工作原理都和小功率晶體管非常相似。GTR由三層半導(dǎo)體、兩個(gè)PN結(jié)組成。和小功率三極管一樣，有PNP和NPN兩種類型，GTR通常多用NPN結(jié)構(gòu)。1電力晶體管工作原理在電力電子技術(shù)中，GTR主要工作在開關(guān)狀態(tài)。GTR通常工作在正偏(Ib>0)時(shí)大電流導(dǎo)通；反偏(Ib<0=時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，給GTR的基極施加幅度足夠大的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它將工作于導(dǎo)通和截止的開關(guān)狀態(tài)。電力晶體管特點(diǎn)l 輸出電壓可以采用脈寬調(diào)制方式，故輸出電壓為幅值等于直流電壓的強(qiáng)脈沖序列。2 載波頻率由于電力晶體管的開通和關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)，故允許的載波頻率較低，大部分變頻器的上限載波頻率約為1.21.5kH

11、z左右。3 電流波形因?yàn)檩d波頻率較低，故電流的高次諧波成分較大。這些高次諧波電流將在硅鋼片中形成渦流，并使硅鋼片相互間因產(chǎn)生電磁力而振動(dòng)，并產(chǎn)生噪音。又因?yàn)檩d波頻率處于人耳對(duì)聲音較為敏感的區(qū)域，故電動(dòng)機(jī)的電磁噪音較強(qiáng)。4 輸出轉(zhuǎn)矩因?yàn)殡娏髦懈叽沃C波的成分較大，故在50Hz時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩與工頻運(yùn)行時(shí)相比，略有減小。電力晶體管的基本特性(1)靜態(tài)特性共發(fā)射極接法時(shí)可分為三個(gè)工作區(qū)： 截止區(qū)。在截止區(qū)內(nèi)，iB0，uBE0，uBC<0，集電極只有漏電流流過(guò)。 放大區(qū)。iB >0，uBE>0，uBC<0，iC =iB。 飽和區(qū)。iB >Ics/，uBE>0，

12、uBC>0，iCS是集電極飽和電流，其值由外電路決定。結(jié)論：兩個(gè)PN結(jié)都為正向偏置是飽和的特征。飽和時(shí)，集電極、發(fā)射極間的管壓降uCE很小，相當(dāng)于開關(guān)接通，這時(shí)盡管電流很大，但損耗并不大。GTR剛進(jìn)入飽和時(shí)為臨界飽和，如iB繼續(xù)增加，則為過(guò)飽和，用作開關(guān)時(shí)，應(yīng)工作在深度飽和狀態(tài)，這有利于降低uCE和減小導(dǎo)通時(shí)的損耗。(2)動(dòng)態(tài)特性GTR在關(guān)斷時(shí)漏電流很小，導(dǎo)通時(shí)飽和壓降很小。因此，GTR在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)下?lián)p耗都很小，但在關(guān)斷和導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電流和電壓都較大，所以開關(guān)過(guò)程中損耗也較大。當(dāng)開關(guān)頻率較高時(shí)，開關(guān)損耗是總損耗的主要部分。因此，縮短開通和關(guān)斷時(shí)間對(duì)降低損耗、提高效率和提高運(yùn)行可

13、靠性很有意義。電力晶體管的主要參數(shù)(1)最高工作電壓(2)集電極最大允許電流ICM(3)集電極最大允許耗散功率PCM(4)最高工作結(jié)溫TJM二次擊穿和安全工作區(qū)(1)二次擊穿二次擊穿是影響GTR安全可靠工作的一個(gè)重要因素。當(dāng)GTR的集電極電壓升高至擊穿電壓時(shí)，集電極電流迅速增大，這種首先出現(xiàn)的擊穿是雪崩擊穿，被稱為一次擊穿。出現(xiàn)一次擊穿后，只要Ic不超過(guò)與最大運(yùn)行耗散功率相對(duì)應(yīng)的限度，GTR一般不會(huì)損壞，工作特性也不會(huì)有什么變化。但是實(shí)際應(yīng)用中常常發(fā)現(xiàn)一次擊穿發(fā)生時(shí)如不有效地限制電流，Ic增大到某個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)會(huì)突然急劇上升，同時(shí)伴隨著電壓的突然下降，這種現(xiàn)象稱為二次擊穿。防止二次擊穿的辦法是：應(yīng)

14、使實(shí)際使用的工作電壓比反向擊穿電壓低得多。必須有電壓電流緩沖保護(hù)措施。1(2)安全工作區(qū)以直流極限參數(shù)ICM、PCM、UCEM構(gòu)成的工作區(qū)為一次擊穿工作區(qū)，以USB (二次擊穿電壓)與ISB (二次擊穿電流)組成的PSB (二次擊穿功率)是一個(gè)不等功率曲線。為了防止二次擊穿，要選用足夠大功率的GTR，實(shí)際使用的最高電壓通常比GTR的極限電壓低很多。第四節(jié) 電力電子器件晶閘管晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡(jiǎn)稱為可控硅；1957年美國(guó)通用電器公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，并于1958年將其商業(yè)化；晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)極：陽(yáng)極，陰

15、極和門極； 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中晶閘管導(dǎo)通條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示）。晶閘管（Thyristor）是一種開關(guān)元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且它的其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設(shè)備。1957年，美國(guó)

16、通用電器公司開發(fā)出世界上第一個(gè)晶閘管產(chǎn)品，并于1958年使其商業(yè)化。1結(jié)構(gòu)它是由一個(gè)P-N-P-N四層 (4 layers) 半導(dǎo)體構(gòu)成的，中間形成了三個(gè)PN結(jié)。按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）、門極關(guān)斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國(guó)外，TTS國(guó)內(nèi)）和光控晶閘管（LTT）等多種。按引腳和極性晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。按封裝形式晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中，金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等

17、多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。按電流容量分類晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常，大功率晶閘管多采用陶瓷封裝，而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。按關(guān)斷速度晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管，快速晶閘管包括所有專為快速應(yīng)用而設(shè)計(jì)的晶閘管，有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應(yīng)用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。（備注：高頻不能等同于快速晶閘管）第四節(jié) 電力電子器件晶閘管工作原理晶閘管在工作過(guò)程中，它的陽(yáng)極（A）和陰極（K）與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制

18、晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。半控型晶閘管的工作條件：1. 晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2. 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài)，這就是晶閘管的閘流特性，即可控特性。3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓（或電流）減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。全控型晶閘管的工作條件：1. 晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2

19、. 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，僅在門極承受正向電壓（或電流）的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài)。3. 一旦晶閘管開始導(dǎo)通，它就被鉗住在導(dǎo)通狀態(tài)，而此時(shí)門極電流可以取消。晶閘管不能被門極關(guān)斷，像一個(gè)二極管一樣導(dǎo)通，直到電流降至零和有反向偏置電壓作用在晶閘管上時(shí)，它才會(huì)截止。當(dāng)晶閘管再次進(jìn)入正向阻斷狀態(tài)后，允許門極在某個(gè)可控的時(shí)刻將晶閘管再次觸發(fā)導(dǎo)通。24工作過(guò)程晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)圖1，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管圖2當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋

20、作用。圖2中每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此，兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流Ig流入時(shí)，就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通。設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2；發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik；電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設(shè)流過(guò)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0,晶閘管的陽(yáng)極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig從而可以得出晶閘管陽(yáng)極電流為：I=(Ic0+Iga2）/（1-（a1

21、+a2）（11）式硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，而門極未受電壓的情況下，式（11）中，Ig=0,(a1+a2）很小，故晶閘管的陽(yáng)極電流IaIc0 晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2，產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1，產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3，當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而（a1+a2）1時(shí)，式（1

22、1）中的分母1-（a1+a2）0，因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí)，流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式（11）中，在晶閘管導(dǎo)通后，1-（a1+a2）0，即使此時(shí)門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后，門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí)，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-（a1+a2）0時(shí)，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)?？申P(guān)斷晶閘管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦稱門控晶閘管。其主要特點(diǎn)為，當(dāng)門極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)

23、斷。第五節(jié) 繼電器與時(shí)間控制器繼電器繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。因?yàn)槔^電器是由線圈和觸點(diǎn)組兩部分組成的，所以繼電器在電路圖中的圖形符號(hào)也包括兩部分：一個(gè)長(zhǎng)方框表示線圈；一組觸點(diǎn)符號(hào)表示觸點(diǎn)組合。當(dāng)觸點(diǎn)不多電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，往往把觸點(diǎn)組直接畫在線圈框的一側(cè)，這種畫法叫集中表示法。

24、電符號(hào)和觸點(diǎn)形式：繼電器線圈在電路中用一個(gè)長(zhǎng)方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線圈，就畫兩個(gè)并列的長(zhǎng)方框。同時(shí)在長(zhǎng)方框內(nèi)或長(zhǎng)方框旁標(biāo)上繼電器的文字符號(hào)“J”。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長(zhǎng)方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個(gè)觸點(diǎn)分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點(diǎn)與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號(hào)，并將觸點(diǎn)組編上號(hào)碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：1、動(dòng)合型（常開）（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。2、動(dòng)斷型（常閉）（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開。用斷字

25、的拼音字頭“D”表示。3、轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來(lái)斷開的成閉合，原來(lái)閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。2主要作用繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)、通訊、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行

26、機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分）。作為控制元件，概括起來(lái)，繼電器有如下幾種作用：1）擴(kuò)大控制范圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開斷、接通多路電路。2）放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。3）綜合信號(hào)：例如，當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過(guò)比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。4）自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè)：例如，自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。3主要分類1按繼

27、電器的工作原理或結(jié)構(gòu)特征分類1）電磁繼電器：利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間產(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。2）固體繼電器：指電子元件履行其功能而無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的，輸入和輸出隔離的一種繼電器。3）溫度繼電器：當(dāng)外界溫度達(dá)到給定值時(shí)而動(dòng)作的繼電器。4）舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)，具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧動(dòng)作來(lái)開，閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器5）時(shí)間繼電器：當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才閉合或斷開其被控線路繼電器。6）高頻繼電器：用于切換高頻，射頻線路而具有最小損耗的繼電器。7）極化繼電器：有極化磁場(chǎng)與控制電流通過(guò)控制線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)綜合作用而動(dòng)作的繼電器

28、。繼電器的動(dòng)作方向取決于控制線圈中流過(guò)的的電流方向。8）其他類型的繼電器：如光繼電器，聲繼電器，熱繼電器，儀表式繼電器，霍爾效應(yīng)繼電器，差動(dòng)繼電器等。第五節(jié) 繼電器與時(shí)間控制器時(shí)間控制器時(shí)間控制器是一種能夠根據(jù)設(shè)定的時(shí)間來(lái)控制電路的接通或者斷開，也就是控制電器的開關(guān)裝置。不少時(shí)間控制器還具有可編程和循環(huán)功能，常用來(lái)控制路燈，廣告牌等外設(shè)電器或家用電器時(shí)間控制器的特點(diǎn)1. 開、關(guān)時(shí)間任意可調(diào)，控制誤差<1s2. 已調(diào)好的開、關(guān)時(shí)間不受停電影響，自動(dòng)記憶3. 每天可做十次開、關(guān)動(dòng)作，開、關(guān)時(shí)間一周內(nèi)可任意編程4. 可自動(dòng)，也可手動(dòng)控制，體積小巧，安裝方便，設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置5. 內(nèi)消耗功率低1

29、時(shí)間控制器的應(yīng)用時(shí)間控制器可根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)打開和關(guān)閉各種用電設(shè)備的電源，廣泛應(yīng)用于路燈、霓虹燈、燈箱招牌、空調(diào)機(jī)、開水器、宿舍供電、生產(chǎn)設(shè)備及廣播電視設(shè)備等的定時(shí)自動(dòng)控制。第六節(jié) 家電常用傳感器溫度傳感器溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。接觸式接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，又稱溫度計(jì)。溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一

30、般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。

31、利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)量1.6300K范圍內(nèi)的溫度。非接觸式它的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸，又稱非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度，則必須進(jìn)行材

32、料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測(cè)表面的漫射輻射能受半

33、球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發(fā)射系數(shù)式中為材料表面發(fā)射率，為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過(guò)計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度（即介質(zhì)溫度）進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度。非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對(duì)最高可測(cè)溫度原則上沒(méi)有限制。對(duì)于1800以上的高溫，主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫 逐漸由可見(jiàn)光向紅外線擴(kuò)展，700以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。第六節(jié) 家電常用傳感器溫度傳感器工作原理

34、金屬膨脹原理設(shè)計(jì)的傳感器金屬在環(huán)境溫度變化后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的延伸，因此傳感器可以以不同方式對(duì)這種反應(yīng)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。雙金屬片式傳感器雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成，隨著溫度變化，材料A比另外一種金屬膨脹程度要高，引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)輸出信號(hào)。雙金屬桿和金屬管傳感器隨著溫度升高，金屬管（材料A）長(zhǎng)度增加，而不膨脹鋼桿（金屬B）的長(zhǎng)度并不增加，這樣由于位置的改變，金屬管的線性膨脹就可以進(jìn)行傳遞。反過(guò)來(lái)，這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)輸出信號(hào)。液體和氣體的變形曲線設(shè)計(jì)的傳感器在溫度變化時(shí)，液體和氣體同樣會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生體積的變化。多種類型的結(jié)構(gòu)可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的

35、變化，這樣產(chǎn)生位置的變化輸出（電位計(jì)、感應(yīng)偏差、擋流板等等）。電阻傳感器金屬隨著溫度變化，其電阻值也發(fā)生變化。對(duì)于不同金屬來(lái)說(shuō)，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號(hào)。電阻共有兩種變化類型正溫度系數(shù)溫度升高 = 阻值增加溫度降低 = 阻值減少負(fù)溫度系數(shù)溫度升高 = 阻值減少溫度降低 = 阻值增加熱電偶傳感器熱電偶由兩個(gè)不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起。對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就

36、可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1時(shí)，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在540微伏/之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測(cè)量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無(wú)關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè)溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過(guò)程。第六

37、節(jié) 家電常用傳感器氣體傳感器氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。探測(cè)頭通過(guò)氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理儀表顯示部分特性氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測(cè)量技術(shù)，從所用材料到制造工藝，從檢測(cè)對(duì)象到應(yīng)用領(lǐng)域，都可以構(gòu)成獨(dú)立的分類標(biāo)準(zhǔn)，衍生出一個(gè)個(gè)紛繁龐雜的分類體系，尤其在分類標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上目前還沒(méi)有統(tǒng)一，要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)分類難度頗大。接下來(lái)了解一下氣體傳感器的主要特性：1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性，取決于零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒(méi)有目標(biāo)氣體時(shí)，整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器輸

38、出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移是指?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信號(hào)在工作時(shí)間內(nèi)的降低。理想情況下，一個(gè)傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點(diǎn)漂移小于10%。2、靈敏度靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲎兓颗c被測(cè)輸入變化量之比，主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu)所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)原理都采用生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對(duì)目標(biāo)氣體的閥限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最低爆炸限（LEL-lowerexplosivelimit）的百分比的檢測(cè)要有足夠的靈敏性。3、選擇性選擇性也被稱為交叉靈敏度?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的

39、傳感器響應(yīng)來(lái)確定。這個(gè)響應(yīng)等價(jià)于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的，因?yàn)榻徊骒`敏度會(huì)降低測(cè)量的重復(fù)性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。4、抗腐蝕性抗腐蝕性是指?jìng)鞲衅鞅┞队诟唧w積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時(shí)，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)1020倍。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。氣體傳感器的基本特征，即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等，主要通過(guò)材料的選擇來(lái)確定。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料，使氣體傳感器的敏感特性達(dá)到最優(yōu)。第六節(jié) 家電常用傳感器光傳感器現(xiàn)代電測(cè)技術(shù)日趨成熟，由于具有精度高、便于微機(jī)相連實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)

40、時(shí)處理等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電氣量和非電氣量的測(cè)量中。然而電測(cè)法容易受到干擾，在交流測(cè)量時(shí)，頻率響應(yīng)不夠?qū)捈皩?duì)耐壓、絕緣方面有一定要求，在激光技術(shù)迅速發(fā)展的今天，已經(jīng)能夠解決上述的問(wèn)題。磁光效應(yīng)傳感器就是利用激光技術(shù)發(fā)展而成的高性能傳感器。激光，是本世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展起來(lái)的又一新技術(shù)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著人們掌握和利用光波進(jìn)入了一個(gè)新的階段。由于以往普通光源單色度低，故很多重要的應(yīng)用受到限制，而激光的出現(xiàn)，使無(wú)線電技術(shù)和光學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、相互滲透、相互補(bǔ)充。利用激光已經(jīng)制成了許多傳感器，解決了許多以前不能解決的技術(shù)難題，使它適用于煤礦、石油、天然氣貯存等危險(xiǎn)、易燃的場(chǎng)所。比如說(shuō)用激光制成的光導(dǎo)纖

41、維傳感器，能測(cè)量原油噴射、石油大罐龜裂的情況參數(shù)。在實(shí)測(cè)地點(diǎn)，不必電源供電，這對(duì)于安全防爆措施要求很嚴(yán)格的石油化工設(shè)備群尤為適用，也可用來(lái)在大型鋼鐵廠的某些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)光學(xué)方法的遙測(cè)化學(xué)技術(shù)。磁光效應(yīng)傳感器的原理主要是利用光的偏振狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器的功能。當(dāng)一束偏振光通過(guò)介質(zhì)時(shí)，若在光束傳播方向存在著一個(gè)外磁場(chǎng)，那么光通過(guò)偏振面將旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這就是磁光效應(yīng)。也就是可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)測(cè)量外加的磁場(chǎng)。在特定的試驗(yàn)裝置下，偏轉(zhuǎn)的角度和輸出的光強(qiáng)成正比，通過(guò)輸出光照射激光二極管LD，就可以獲得數(shù)字化的光強(qiáng)，用來(lái)測(cè)量特定的物理量。環(huán)境光傳感器環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線情況，并告知處理芯片自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器背

42、光亮度，降低產(chǎn)品的功耗。例如，在手機(jī)、筆記本等移動(dòng)應(yīng)用中，顯示器消耗的電量高達(dá)電池總電量的30%，采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長(zhǎng)電池的工作時(shí)間。另一方面，環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當(dāng)環(huán)境亮度較高時(shí)，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會(huì)自動(dòng)調(diào)成高亮度。當(dāng)外界環(huán)境較暗時(shí)，顯示器就會(huì)調(diào)成低亮度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。 環(huán)境光傳感器需要在芯片上貼一個(gè)紅外截止膜，甚至直接在硅片上鍍制圖形化的紅外截止膜。紅外光傳感器該紅外光傳感器使用充電的熱電堆與溴碘化鉈（KRS-5）窗口來(lái)感應(yīng)580到40000nm的波長(zhǎng)。該傳感器使得學(xué)生可以自己測(cè)量一系列現(xiàn)象，包括自己手掌的紅外輻射。太陽(yáng)光傳感器1. 太陽(yáng)傳感

43、器。它可識(shí)別水平，垂直各360度。太陽(yáng)所在的位置，識(shí)別，陰天，多云天，半陰天，晴天及晚上白天。跟蹤方位識(shí)別。2. 識(shí)別電路處理和侍服驅(qū)動(dòng)。采用數(shù)字芯片完成以上各信息的處理?？墒谭鞣N普通電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)。整機(jī)功耗電流3mA，芯片工作電壓5V。國(guó)際先進(jìn)的太陽(yáng)跟蹤設(shè)備，采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定。電路原理、設(shè)備技術(shù)復(fù)雜。智能太陽(yáng)跟蹤儀采用識(shí)別理論技術(shù)，電路簡(jiǎn)單元件少，沒(méi)有經(jīng)緯度和數(shù)據(jù)信息的理論。一年四季太陽(yáng)運(yùn)行的路線不用考慮。太陽(yáng)從哪個(gè)方向升起，到哪個(gè)方向落下，它都會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤的識(shí)別太陽(yáng)升起和落下的位置。如果把他安放在行走的車或船上，不論向何方行駛，跟蹤儀都能正對(duì)太陽(yáng)。紫外

44、光傳感器該紫外光傳感器使用一個(gè)過(guò)濾片測(cè)量紫外光波段（315nm-400nm）。除去濾光片，傳感器可同時(shí)感應(yīng)可見(jiàn)光。傳感器包括紫外光濾光片，一個(gè)瞄準(zhǔn)儀，和傳感器手柄。第六節(jié) 家電常用傳感器簡(jiǎn)單原理自60年代末開始，RC Lecraw提出有關(guān)磁光效應(yīng)的研究報(bào)告后，引起大家的重視。日本，蘇聯(lián)等國(guó)家均開展了研究，國(guó)內(nèi)也有學(xué)者進(jìn)行探索。磁光效應(yīng)的傳感器具有優(yōu)良的電絕緣性能和抗干擾、頻響寬、響應(yīng)快、安全防爆等特性，因此對(duì)一些特殊場(chǎng)合電磁參數(shù)的測(cè)量，有獨(dú)特的功效，尤其在電力系統(tǒng)中高壓大電流的測(cè)量方面、更顯示它潛在的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)通過(guò)開發(fā)處理系統(tǒng)的軟件和硬件，也可以實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)和機(jī)器人控制系統(tǒng)的自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量。在磁光

45、效應(yīng)傳感器的使用中，最重要的是選擇磁光介質(zhì)和激光器，不同的器件在靈敏度、工作范圍方面都有不同的能力。隨著近幾十年來(lái)的高性能激光器和新型的磁光介質(zhì)的出現(xiàn)，磁光效應(yīng)傳感器的性能越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。磁光效應(yīng)傳感器做為一種特定用途的傳感器，能夠在特定的環(huán)境中發(fā)揮自己的功能，也是一種非常重要的工業(yè)傳感器。在電子防盜探測(cè)器領(lǐng)域，被動(dòng)紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。但隨著入侵者的反偵測(cè)技術(shù)手段的提高，從而對(duì)探頭的要求也越來(lái)越高，普通被動(dòng)紅外探頭的局限性也越來(lái)越明顯，這樣，新一代的被動(dòng)紅外探頭也應(yīng)運(yùn)而生。因?yàn)榧幽么蟮腜ARADOX SUCURITY

46、SYSTEMS LTD的楓葉牌探頭采用了很多最新技術(shù)，使用也較為廣泛。所以，下面就結(jié)合該產(chǎn)品的技術(shù)特性來(lái)闡述被動(dòng)紅外探頭的最新技術(shù)。1、反射式光傳感器的工作原理及特性反射式光傳感器是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線而進(jìn)行工作的。探頭收集外界的紅外輻射通過(guò)聚集到紅外感應(yīng)源上面。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷，檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警。1) 這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以輻射敏感元件對(duì)波長(zhǎng)為10UM左右的紅外輻射必須敏感。2) 為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。3) 被動(dòng)紅外探頭，其傳感

47、器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。4) 一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。5) 多視場(chǎng)的獲得，一是多法線小鏡面組成的反光聚焦，聚光到傳感器上稱之為反射式光學(xué)系統(tǒng)。另一種是透射式光學(xué)系統(tǒng)，是多面組合一起的透鏡菲尼爾透鏡聚焦在紅外傳感器上。6) 這要指出的是被動(dòng)紅外的幾束光表示有幾個(gè)視場(chǎng)，并非被動(dòng)紅外發(fā)紅外光，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。被動(dòng)紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：

48、本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。 光傳感器價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：容易受各種熱源、光源干擾被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。易受射頻輻射的干擾。第六節(jié) 家電常用傳感器超聲波傳感器超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超

49、聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是指頻率高于20kHz的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。組成部分超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探

50、頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。性能指標(biāo)超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：工作頻率工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。工作溫度由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比

51、較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。靈敏度主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。指向性超聲波傳感器探測(cè)的范圍第一節(jié) 電子節(jié)能燈構(gòu)成特性電子節(jié)能燈是當(dāng)今世界上最新的光源，主要由燈頭、電路板、毛管組成。1、因?yàn)楣?jié)能燈是一個(gè)比較先進(jìn)的節(jié)約能源的概念，相同功率亮度為普通燈的5倍。2、其價(jià)格是普通燈的好N倍3、但是其使用壽命是普通燈的N倍制造原理三基色節(jié)能燈主要是通過(guò)鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，大約在1160K溫度時(shí)，燈絲就開始發(fā)射電子（因?yàn)樵跓艚z上涂了一些電子粉），電子碰撞氬原子產(chǎn)生非彈性碰撞，氬原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子，汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離，發(fā)出253.7nm 的紫外線

52、，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光，由于熒光燈工作時(shí)燈絲的溫度在1160K左右，比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多，所以它的壽命也大提高，達(dá)到5000小時(shí)以上，由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng)，熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率也很高，達(dá)到每瓦50流明以上。節(jié)能燈色溫有2700-6500K。一般來(lái)說(shuō)，在同一瓦數(shù)之下，一盞節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能80%，平均壽命延長(zhǎng)8倍，熱輻射僅20%。非嚴(yán)格的情況下，一盞5瓦的節(jié)能燈光照可視為等于25瓦的白熾燈，7瓦的節(jié)能燈光照約等于40瓦的，9瓦的約等于60瓦的。分析：白熾燈的發(fā)光極限是20多流明每瓦，就算30流明吧。大家都知道白熾燈80%的電能是轉(zhuǎn)化為熱量的那么（30流明*

53、(1-80%)）=6流明/瓦節(jié)能燈最低發(fā)光是50流明每瓦（50流明×(1-80%)÷1/5）=50流明/瓦LED燈的發(fā)光極限是600流明，而目前國(guó)內(nèi)大部分廠家都能生產(chǎn)出來(lái)50-60流明/瓦的LED燈。節(jié)能燈一般壽命為5000小時(shí)左右，而半導(dǎo)體LED照明燈正常情況下的壽命是5萬(wàn)8萬(wàn)小時(shí)，但LED燈的耗電量只有普通白熾燈、霓虹燈的1/10.因此，如果我國(guó)的照明全部采用LED燈，則一年節(jié)約的電費(fèi)相當(dāng)于建造了6座三峽電站。有關(guān)部門應(yīng)該采取強(qiáng)制措施推廣節(jié)能產(chǎn)品、加強(qiáng)綠色消費(fèi)和節(jié)約能源的科學(xué)宣傳力度，并采取政府平抑手段，從資金、稅收、產(chǎn)品開發(fā)等各個(gè)方面，扶持節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)和使用，把節(jié)能

54、產(chǎn)品價(jià)格降下來(lái)，促使其走近尋常人家。光源組成LED光源，有紅、黃、綠、藍(lán)、白、雙色、七彩顏色漸變、跳變等多種色彩組合選擇。如何普及LED節(jié)能燈？首先是采取強(qiáng)制措施推廣節(jié)能產(chǎn)品，淘汰那些生產(chǎn)工藝落后、能源浪費(fèi)嚴(yán)重的傳統(tǒng)產(chǎn)品；其次是采取政府平抑手段，從資金、稅收、產(chǎn)品開發(fā)等各個(gè)方面，對(duì)節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)和使用實(shí)行補(bǔ)貼和補(bǔ)助等扶持措施，把節(jié)能產(chǎn)品價(jià)格降下來(lái)，促使其走近尋常人家；其三是加強(qiáng)綠色消費(fèi)和節(jié)約能源的科學(xué)宣傳力度，引導(dǎo)人們科學(xué)算賬，自覺(jué)踐行綠色消費(fèi)、節(jié)約能源的節(jié)約型社會(huì)建設(shè)主張；其四是規(guī)范節(jié)能市場(chǎng)管理，嚴(yán)厲打擊假冒偽劣產(chǎn)品以次充好敗壞節(jié)能產(chǎn)品名譽(yù)。第二節(jié) 應(yīng)急燈應(yīng)急燈：應(yīng)急照明用的燈具的總稱。消防

55、應(yīng)急照明系統(tǒng)主要包括事故應(yīng)急照明、應(yīng)急出口標(biāo)志及指示燈，是在發(fā)生火災(zāi)時(shí)正常照明電源切斷后，引導(dǎo)被困人員疏散或展開滅火救援行動(dòng)而設(shè)置的。但在日常的檢查中發(fā)現(xiàn)，單位在消防應(yīng)急燈具的選型、安裝和使用過(guò)程中存在著許多問(wèn)題。應(yīng)此，合理選擇應(yīng)急照明系統(tǒng)供電控制方式、接線方式，做好日常維護(hù)工作，直接影響到消防應(yīng)急照明系統(tǒng)作用的發(fā)揮。應(yīng)急燈的種類：手提應(yīng)急燈，消防應(yīng)急燈，節(jié)能應(yīng)急燈，供應(yīng)應(yīng)急燈，水下應(yīng)急燈，可充電應(yīng)急燈，太陽(yáng)能應(yīng)急燈，多功能應(yīng)急燈。直流風(fēng)扇DC-001應(yīng)急燈，HX-628B充電式應(yīng)急燈，HX-618C型應(yīng)急燈，HX-628D型充電式應(yīng)急燈?？刂品绞絿?guó)內(nèi)使用的應(yīng)急照明系統(tǒng)以自帶電源獨(dú)立控制型為主

56、，正常電源接自普通照明供電回路中，平時(shí)對(duì)應(yīng)急燈蓄電池充電，當(dāng)正常電源切斷時(shí)，備用電源（蓄電池）自動(dòng)供電。這種形式的應(yīng)急燈每個(gè)燈具內(nèi)部都有變壓、穩(wěn)壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件，應(yīng)急燈在使用、檢修、故障時(shí)電池均需充放電。 另一種是集中電源集中控制型，應(yīng)急燈具內(nèi)無(wú)獨(dú)立電源，正常照明電源故障時(shí)，由集中供電系統(tǒng)供電。在這種形式的應(yīng)急照明系統(tǒng)中，所有燈具內(nèi)部復(fù)雜的電子電路被省掉了，應(yīng)急照明燈具與普通的燈具無(wú)異，集中供電系統(tǒng)設(shè)置在專用的房間內(nèi)。與自帶電源獨(dú)立控制型應(yīng)急燈具相比，集中電源集中控制型應(yīng)急燈具有便于集中管理、用戶自查、消防監(jiān)督檢查、延長(zhǎng)燈具壽命、提高應(yīng)急疏散效能等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)可靠性好、使

57、用壽命長(zhǎng)、維護(hù)與管理方便、系統(tǒng)價(jià)格低。但是集中電源集中控制型應(yīng)急燈具由于每個(gè)應(yīng)急燈具內(nèi)沒(méi)有備用電源（蓄電池），若供電線路發(fā)生故障，則會(huì)直接影響到應(yīng)急照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以對(duì)其供電線路敷設(shè)有特殊的防火要求。而自帶電源獨(dú)立控制型應(yīng)急燈具因?yàn)樵诿總€(gè)應(yīng)急燈具內(nèi)都帶有備用電源（蓄電池），所以對(duì)供電線路沒(méi)有特殊的要求，供電線路故障并不會(huì)影響到備用電源發(fā)生作用。應(yīng)急燈發(fā)生故障時(shí)一般也只影響該燈具本身，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響不大。在選擇應(yīng)急照明燈時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇應(yīng)急照明系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，新建工程或設(shè)有消防控制室的工程，應(yīng)盡量在建設(shè)過(guò)程中統(tǒng)一布線，選用集中電源集中控制型應(yīng)急照明；對(duì)于小型場(chǎng)所、后期整改或二次裝潢改造的工程應(yīng)選用自帶電源獨(dú)立控制型應(yīng)急照明。接線常用接線方式在日常監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)，由于