粵科版高中通用技術(shù)選修1：電子控制技術(shù)全套課件

粵科版高中通用技術(shù)選修1：電子控制技術(shù)全套PPT課件

感受多種多樣的控制方式

1、武器的控制最古老的炮—主要靠人工控制改進(jìn)型的炮—主要靠機(jī)械控制最先進(jìn)的—如何控制?2、時間的計量3.門鎖的革命機(jī)械控制式的彈子鎖現(xiàn)在最先進(jìn)的鎖是如何控制的?舊門閂人類社會發(fā)展到一定的階段，人工控制和機(jī)械控制已不能完全適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們憧憬更高質(zhì)量的生活，于是就有了電子控制方式。無處不在的電子控制馬上行動看看生活中，哪些地方現(xiàn)在還不是用的電子控制，發(fā)現(xiàn)它，以便學(xué)完電子控制后把其改為電子控制的。謝謝！

電子控制系統(tǒng)的基本組成回憶：什么是電子控制系統(tǒng)？以電子技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)，叫做電子控制系統(tǒng)。人工控制的路燈是怎么工作的？天黑了，人控制開關(guān)點(diǎn)亮或熄滅燈。光控路燈是怎樣工作的？根據(jù)外界光線的強(qiáng)弱自動點(diǎn)亮或熄滅燈。過去的路燈需要人工控制，但是現(xiàn)在我們利用電子控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動化控制，那么，這兩者在組成上有什么異同呢？我們看一下人工控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。路燈的人工控制系統(tǒng)：視覺器官檢測光的強(qiáng)度大腦分析信息，發(fā)出命令手和足執(zhí)行命令，完成路燈的開和關(guān)路燈點(diǎn)亮與熄滅路燈的電子控制系統(tǒng)：傳感器檢測光的強(qiáng)度電子電路分析信息，發(fā)出命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，完成路燈的開和關(guān)路燈點(diǎn)亮與熄滅

從前面兩個系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系中可以看出：兩個系統(tǒng)都是先進(jìn)行信息的收集，然后經(jīng)過對信息的分析、判斷、發(fā)出命令，再執(zhí)行命令，閉合或者切斷電路，從而達(dá)到控制目的。傳感器檢測光的強(qiáng)度電子電路分析信息，發(fā)出命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，完成路燈的開和關(guān)路燈點(diǎn)亮與熄滅路燈的電子控制系統(tǒng)：1.電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出和被控四個基本的組成部分。

2.電子控制系統(tǒng)的組成方框圖：按信息傳遞的方向，用方框圖來表示電子控制系統(tǒng)的基本組成部分輸入部分控制（處理）部分輸出部分被控對象信息電子控制系統(tǒng)各部分的作用是什么？電子控制系統(tǒng)的基本組成

被控量輸入部分控制部分執(zhí)行部分被控對象返饋環(huán)節(jié)比較器電子控制系統(tǒng)的基本組成部分輸入采集信息并轉(zhuǎn)化為電信號控制（處理）分析、比較和處理電信號并發(fā)出命令輸出執(zhí)行命令被控對象信息輸入部分：用傳感器把采集的非電量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康淖兓??！ㄏ喈?dāng)于眼）控制（處理）部分：對送入的電信號進(jìn)行比較、分析和處理，并發(fā)出指令?！ㄏ喈?dāng)于腦）輸出部分：將電信號轉(zhuǎn)化為各種信息?！ㄏ喈?dāng)于手）（注：輸出部分兼有控制系統(tǒng)方框圖中執(zhí)行器的功能。）[馬上行動]

分析下列電子控制系統(tǒng)的基本組成部分，并說出它們的簡要工作過程。電子控制系統(tǒng)名稱輸入部分控制（處理）部分輸出部分智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)全自動洗衣機(jī)進(jìn)水控制系統(tǒng)環(huán)形感應(yīng)器電子電路紅綠燈水位傳感器電子電路電磁開關(guān)3.常見的電子控制系統(tǒng)舉例：音樂噴泉智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)輸入：控制（處理）：輸出：鍵盤、鼠標(biāo)、話筒、攝像頭、手寫板、掃描儀等主機(jī)顯示器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)等馬上行動電子計算機(jī)的組成分析輸入：控制（處理）：輸出：光敏傳感器晶體三極管組成的電子電路發(fā)光二極管路燈自動控制模型的方框圖：[擴(kuò)展閱讀]二極管和發(fā)光二極管

發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。[擴(kuò)展閱讀]三極管三極管內(nèi)部為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。NPN（一般為硅管）和PNP（一般為鍺管）上述三層結(jié)構(gòu)即為三極管的三個區(qū)，中間比較薄的一層為基區(qū)，另外兩層同為N型或P型，其中尺寸相對較小、多數(shù)載流子濃度相對較高的一層為發(fā)射區(qū)，另一層則為集電區(qū)。

智能紅綠燈系統(tǒng)由智能交通指揮中心電子電路、環(huán)形感應(yīng)線圈、監(jiān)控探頭、紅綠燈四個部分構(gòu)成，地感線圈埋在紅綠燈下面，當(dāng)車輛駛過路面時，動感線圈會自動計數(shù)，將數(shù)字信息傳達(dá)到指揮中心，指揮中心再根據(jù)車流量指導(dǎo)信號燈，以達(dá)到信號燈自動調(diào)時的目的。這種紅綠燈是沒有時間顯示的，這是與傳統(tǒng)的實(shí)時控制紅綠燈的很大的一個區(qū)別。紅綠燈“自適應(yīng)”，將會在車流量大的時候自動延長通行時間，對緩解交通壓力有很大的幫助。謝謝！

電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，體會電子控制的優(yōu)越性。這是電子控制系統(tǒng)嗎？是，因?yàn)殡娮涌刂茍缶髂Ｐ椭锌刂频暮诵氖沁\(yùn)用了電子技術(shù)的音樂集成電路?！噪娮蛹夹g(shù)為核心的控制系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，有電阻、電感、電容、二極管、三極管、集成電路（IC）等電子元器件，它們相互作用、相互依賴，形成一個整體，從而實(shí)現(xiàn)控制的目的。

如：遙控小車的控制電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)分組討論:將你了解的電子控制系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)進(jìn)行比較,總結(jié)出電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。電子控制系統(tǒng)有什么優(yōu)點(diǎn)？1、控制的精確度高2、能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制3、控制的速度快4、能進(jìn)行自動控制5、電子控制系統(tǒng)的體積小,功耗低6、智能化程度高交通燈控制移動通信高速、準(zhǔn)確的汽車裝配線可進(jìn)入人體內(nèi)的微型機(jī)器人智能化的飛機(jī)駕駛艙火星登陸車謝謝！常見的傳感器眼耳鼻舌皮膚人與傳感器光敏傳感器、顏色傳感器聲敏傳感器氣敏傳感器味敏傳感器壓敏、熱敏、濕度傳感器對應(yīng)的傳感器一、什么是傳感器傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)化成可輸出的信號的器件或裝置。二、傳感器的作用非電量傳感器電信號輸入傳感器控制（處理）電子電路輸出執(zhí)行器等討論

為什么一定要通過傳感器完成信息的檢測工作呢？因?yàn)殡娮涌刂葡到y(tǒng)的控制過程是由電子電路來完成的，電子電路所能處理的只能是電信號。如前面所講的聲控?zé)?、光控路燈的控制，聲音和光都不是電信號，必須把這些非電信號轉(zhuǎn)換為電流、電壓等電信號后，才能通過電子電路來傳輸、處理、存儲和輸出，實(shí)現(xiàn)電子控制。三、常見傳感器的類型和作用

傳感器的類型很多，常見的有光敏傳感器、熱敏傳感器、聲敏傳感器、濕敏傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器和位移傳感器等。由于它們各自的材料不同和結(jié)構(gòu)上的差異，它們所轉(zhuǎn)換的信息也各不相同。熱傳感器力敏傳感器濕敏傳感器光傳感器氣敏傳感器觀察小試驗(yàn)1.熱傳感器（熱敏電阻）按照以下電路圖連接元器件，接通電源，再用手握住熱敏電阻，觀察燈泡的亮度的變化。RLED3VK熱敏電阻電路符號和實(shí)物圖工作原理

熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化，從而控制電路中電流通斷或大小，由此把溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。小試驗(yàn)

按照以下電路圖連接元器件，觀察光線的變化對LED的影響。2.光傳感器RLED9V能力展示

空調(diào)的溫度自動控制過程應(yīng)該選擇什么傳感器？常見傳感器的結(jié)構(gòu)圖和電路符號傳感器名稱結(jié)構(gòu)圖電路符號光敏傳感器光敏電阻熱敏傳感器熱敏電阻濕敏傳感器濕敏電阻磁敏傳感器干簧管課后思考傳感器在生活、生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？謝謝！傳感器及其應(yīng)用雙金屬片溫度傳感器的作用：控制電路的通斷電熨斗

新課導(dǎo)入：思考與討論：（1）常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？

當(dāng)溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過高時，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱。溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動控制溫度的作用。（2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性鋼片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制在不同溫度的目的。傳感器應(yīng)用的一般模式：傳感器轉(zhuǎn)換或放大電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)儀表顯示計算機(jī)系統(tǒng)新課講授：1、溫度傳感器的應(yīng)用（1）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)利用溫室大棚種植各種高效的經(jīng)濟(jì)作物；（2）化工廠需要控制化學(xué)反應(yīng)的溫度。除了前面學(xué)過的熱敏電阻外，還有一種用熱電偶作為敏感元件的溫度傳感器，它的測量范圍很寬，低溫可測到-500℃，高溫可測到+1600℃左右。這種傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。如煉鋼廠檢測鋼水的溫度。熱電偶2、光傳感器的應(yīng)用光傳感器包括：

光敏電阻光敏二極管光敏三極管光電池（1）光敏二極管和光敏三極管光敏二極管光敏三極管光敏二極管和光敏三極管廣泛運(yùn)用于光控電路，如光控調(diào)光等。（2）紅外線傳感器紅外線是波長介于微波與可見光之間的電磁波，波長在1mm到760納米（nm）之間，比紅光長的非可見光。高于絕對零度（-273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。現(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。含熱能，太陽的熱量主要通過紅外線傳到地球。（3）紅外線傳感器電視機(jī)、音響、空調(diào)器等家用電器的遙控器都采用紅外接受二極管；除此以外，還有自動門也是采用紅外傳感器檢測。利用紅外傳感器可制成夜視儀；

紅外傳感器還可以用于遙感和紅外攝像等。（4）光電池光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的，也屬于光傳感器。（3）光電池

太陽能汽車衛(wèi)星上極大的太陽能電池極板3、其他傳感器及其應(yīng)用（1）濕敏傳感器3、其他傳感器及其應(yīng)用（2）磁敏傳感器3、其他傳感器及其應(yīng)用（3）聲敏傳感器（如錄音的話筒）（4）氣敏傳感器（5）力敏傳感器

謝謝！數(shù)字信號一、數(shù)字信號與模擬信號1.事物變化的規(guī)律：連續(xù)變化和非連續(xù)變化（離散）連續(xù)變化的量離散的量討論：判斷連續(xù)與非連續(xù)野外環(huán)境的亮度與地下倉庫中的亮度人的血壓與人的脈搏運(yùn)動員滑冰的軌跡與走相同距離所用的步數(shù)時光的流逝與數(shù)字時鐘所顯示的時間的變化連續(xù)變化的量采用模擬的方法

聲音是一種波，用波形表示，如下圖。其中波的振幅表示聲音的響度，波長表示聲音的音調(diào)。自然界的聲波由話筒接收后就轉(zhuǎn)換成了對應(yīng)的電壓波形，兩種波形是保持一致的，這種轉(zhuǎn)換的方式我們就稱為模擬。模擬信號數(shù)字信號高電平低電平非連續(xù)變化的量可以直接用數(shù)字表達(dá)表達(dá)的方法就是二進(jìn)制思考

下列信號中，哪些是模擬信號？哪些是數(shù)字信號？220V交流電的電壓海洋上船只與船只之間的燈光聯(lián)絡(luò)信號手機(jī)短信息“1”和“0”的推廣應(yīng)用1.古代的烽火臺點(diǎn)火信號(點(diǎn)與不點(diǎn))2.開關(guān)的開與關(guān)

3.燈的亮與滅

4.數(shù)學(xué)命題的真與假

5.信號的有和無馬上行動：請判斷下列各例中哪些適合用1和0表示舉重比賽中試舉成功與否自主招生面試的合格與不合格學(xué)生的考試成績等級（分A\B\C\E四等）二、數(shù)字信號的特點(diǎn)1.抗干擾能力強(qiáng)

數(shù)字信號只有高、低兩個電平，容易識別，失真和干擾對數(shù)字信號影響很小。

識別有失真和受干擾影響的數(shù)字信號的方法是，設(shè)置一個電壓門檻（它應(yīng)介于高電平和低電平之間），高于此門檻的信號傳過去后，輸出為1；低于此門檻的信號傳過去后，輸出為0。二、數(shù)字信號的特點(diǎn)2.易于處理

一幅圖像經(jīng)數(shù)字化后，可以方便地對其進(jìn)行各種加工處理，從而產(chǎn)生很多模擬技術(shù)無法達(dá)到效果。二、數(shù)字信號的優(yōu)點(diǎn)3.精度高二、數(shù)字信號的優(yōu)點(diǎn)4.易于保存以聲波為例，把模擬的聲波表示成數(shù)字形式的過程稱為采樣，如下圖。模擬信號的數(shù)字表示謝謝！邏輯門復(fù)習(xí)引入1、信號處理：對信號的分析、比較、判斷、放大、運(yùn)算、傳輸、變換等過程統(tǒng)稱為處理。2、信號分類：（1）模擬信號：隨時間連續(xù)變化的量，用連續(xù)的曲線或直線表示。（2）數(shù)字信號：隨時間非連續(xù)變化的量，用柱狀圖或數(shù)字表示。3、數(shù)字信號（常用1、0表示）的優(yōu)點(diǎn)（1）容易處理（2）處理精度高（3）便于記錄保存

數(shù)字信號用數(shù)字電路處理，數(shù)字電路中最基本的單元是門電路。新課講授：

任何復(fù)雜的邏輯關(guān)系都有“與”、“或”、“非”三種基本邏輯關(guān)系組合而成，實(shí)現(xiàn)這三種基本邏輯關(guān)系的電路分別稱為與門（AND），或門（OR）和非門（NOT）。一.與門所有邏輯前提皆為“真”時，邏輯結(jié)論才為“真”ABF斷斷斷通通斷通通F滅滅滅亮開關(guān)串聯(lián)電路ABF與門符號與真值表ABY假假假假真假真假假真真真ABY000010100111真值表與門電路的特點(diǎn)：同真為真，其余為假與門邏輯表達(dá)式：Y=A×B

或Y=A·B或Y=AB在數(shù)字電路中，有時候采用更為直觀的表達(dá)方式即波形圖來表示。比如輸入信號是“010110”，表示成波形圖就如下圖所示。A011000B001101Y數(shù)字電路的邏輯關(guān)系常常用波形圖描述。

以“與”運(yùn)算為例：001000二.或門

邏輯前提中有一個或一個以上為“真”時，邏輯結(jié)論就為“真”。開關(guān)并聯(lián)電路ABY或門符號與真值表ABY假假假假真真真假真真真真ABY000011101111真值表或門電路特點(diǎn)：同假為假，其余為真或門邏輯表達(dá)式：Y=A+B注：邏輯運(yùn)算沒有進(jìn)位，也就是說1+1=1，1+1+1＝1。A011000B001101Y0111013、非門AY0110“邏輯前提為假時邏輯結(jié)論為真，邏輯前提為真時邏輯結(jié)論反而為假”F=A讀作“A非”AF1非邏輯符號思考:與、或、非分別和集合論中的哪些運(yùn)算是互相對應(yīng)的？指出圖中表示“A×B”，“A＋B”，A，B，“A×B的非”的范圍。BA×B的非ABA×BA＋B與——交集或——并集非——補(bǔ)集A三人表決器&&&&&1非邏輯≥1或邏輯l1l3l2l4綠燈CBA紅燈與邏輯三人表決器只有A、B同為1時，l1才為1，所以l1=_A×B只有B、C同為1，l2才為1，所以l2=_____只有A、C同為1，l3才為1，所以l3=_____

只有A、B、C同，1時l4才為1，所以l4=_____綠燈L1=_____紅燈L2=_____l1+l2+l3+l4=AB+BC+AC+ABCL1B×CA×CABC三人表決器（精簡）&&&≥1&1非邏輯或邏輯與邏輯l1l3l2綠燈CBA紅燈四、與非門、或非門ABY0010111011101.與非門

+與非門特點(diǎn)：同真為假，其余為真與非門

F=AB2.或非門ABY001010100110

+或非門

F=A+B或非門特點(diǎn)：同假為真，其余為假邏輯符號謝謝！數(shù)字集成電路及其應(yīng)用

晶體三極管的開關(guān)特性在數(shù)字電路中，用電平的高和低來代表邏輯1和邏輯0不同類型的邏輯電路，其高、低電平的電壓值有不同的界定規(guī)則。電路類型高電平低電平標(biāo)稱值范圍標(biāo)稱值范圍TTL3V2.4~5V0.3V0~0.8VCMOS5V3~5V0V0~2V晶體三極管晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。晶體三極管的結(jié)構(gòu)及類型三極管都有發(fā)射極e、基極b和集電極c三個電極。有兩種類型：PNP和NPN型三極管。非門開關(guān)模型在左圖中，開關(guān)閉合時，開關(guān)所呈現(xiàn)的電阻為0，使得開關(guān)兩端的電壓也就是輸出電壓UO為0，輸出低電平。反之，若開關(guān)斷開，因?yàn)殡娮鑂上沒有電流流過，R上的電壓為0，所以輸出電壓等于電源電壓，即輸出高電平。

在剛才的門電路中，使用的是機(jī)械開關(guān)，但由于機(jī)械開關(guān)不僅體積大、壽命短、操作不方便，而且開關(guān)的速度低，所以在門電路中不能使用機(jī)械開關(guān)，必須用電子開關(guān)，如晶體管或MOS管（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管）做成的開關(guān)。如下圖：常用數(shù)字集成電路的類型

目前，世界上生產(chǎn)最多、使用最多的就是半導(dǎo)體數(shù)字集成電路，最常用的有TTL和CMOS兩種。TTL（晶體管-晶體管邏輯）是用普通晶體三極管構(gòu)成的集成電路，與CMOS相比，其運(yùn)行速度較快，允許負(fù)載流過的電流較大，但消耗功率較大。CMOS（互補(bǔ)MOS電路）電路是用MOS管構(gòu)成的集成電路，在工作時消耗的功率最低，但工作速度較TTL的低，允許負(fù)載流過的電流較TTL的小。TTL集成電路實(shí)例這是一個555時基電路，也是TTL的一種。它有8個腳，在這個電子器件里做了調(diào)整，5腳空著不用，把4腳和8腳合接正電源。7、6、2腳是信號輸入腳，1腳接電源負(fù)極，3腳是信號輸出腳。431762基本工作原理：通過6、2腳的信號輸入來控制3腳的信號輸出。6腳輸入高電平時，3腳輸出低電平；2腳輸入低電平時，3腳輸入高電平。時基電路的功能演示二.觸發(fā)器觸發(fā)器是一種使用較為廣泛的集成電路。它能夠記憶電路的狀態(tài)。常見的觸發(fā)器還有D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器。D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器都是由Rs觸發(fā)器附加一些控制電路組成的。三.數(shù)字集成電路的應(yīng)用集成電路使用的注意事項：

1.使用時電源電壓不要超過規(guī)定的最大電壓，特別要注意電源極性，不能接反；

2.焊接每個引腳時，焊接時間不要過長；

3.引腳序號不能搞錯；4.盡量避免TTL型與CMOS型集成電路混合使用。謝謝！認(rèn)識繼電器輸入被控對象控制(處理)輸出

電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的組成方框圖電子電路處理電信號并發(fā)出控制命令傳感器采集信息并轉(zhuǎn)化為電信號繼電器執(zhí)行命令完成控制路燈控制一、電路控制與繼電器

在路燈自動控制中，三極管既是控制（處理）部分的電子電路，也是被控對象的執(zhí)行部件。路燈自動控制系統(tǒng)在電冰箱中，輸出部分是繼電器（執(zhí)行控制器的命令）電冰箱的執(zhí)行部件包括：繼電器、電動機(jī)、壓縮機(jī)一、電路控制與繼電器繼電器可以有效避免人工操作閘刀時遇到的問題;繼電器能夠安全、準(zhǔn)確和及時控制電路的通斷；繼電器能夠根據(jù)控制系統(tǒng)的控制命令自動接通或者斷開電路，實(shí)現(xiàn)自動控制或保護(hù)用電設(shè)備。一、電路控制與繼電器比較繼電器和單刀開關(guān)、撥動開關(guān)、按鈕開關(guān)之間的差異。單刀開關(guān)撥動開關(guān)按鈕開關(guān)繼電器（一）電磁繼電器二、電子控制系統(tǒng)中常用的繼電器類型有：1、直接電磁繼電器和交流電磁繼電器2、干簧繼電器低壓控制電路高壓工作電路

“以低控高、以小控大”控制電路與工作電路之間隔離小電流或低電壓控制命令輸入繼電器輸出控制大電流或高電壓電路的通斷電磁繼電器（二）無觸點(diǎn)繼電器二、電子控制系統(tǒng)中常用的繼電器

繼電器是用小電流控制大電流的一種自動開關(guān)。作為開關(guān)元件，繼電器的輸入與輸出電路之間完全隔離，具有安全、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。洗衣過程種類繁多形態(tài)各異的繼電器謝謝！直流電磁繼電器學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解常見的直流電磁繼電器的構(gòu)造和規(guī)格2.理解直流電磁繼電器的工作原理3.學(xué)會直流電磁繼電器的使用S電磁鐵銜鐵觸點(diǎn)彈簧（一）滯留電磁繼電器的構(gòu)造靜觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)動觸點(diǎn)一、直流電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理直流電磁繼電器繼電器的觸點(diǎn)基本形式1.動合型（H型）線圈不通電時兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。2.動斷型（D型）線圈不通電時兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個觸點(diǎn)就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。3.轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個觸點(diǎn)，即中間是動觸點(diǎn)，上下各一個靜觸點(diǎn)。線圈不通電時，動觸點(diǎn)和其中一個靜觸點(diǎn)斷開和另一個閉合，線圈通電后，動觸點(diǎn)就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(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。J繼電器常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)控制電路工作電路S1MS2S(二)直流電磁繼電器的工作原理(二)直流電磁繼電器的工作原理

當(dāng)繼電器線圈接通額定電壓的直流電時，線圈產(chǎn)生磁場，吸引鐵芯動作，與鐵芯相連的常開觸點(diǎn)閉合，同時，常閉觸點(diǎn)斷開。

當(dāng)繼電器線圈斷電時，線圈失去磁場，被吸引的鐵芯在彈簧的作用下回復(fù)原位，與鐵芯相連的常開觸點(diǎn)斷開，同時，常閉觸點(diǎn)閉合。

繼電器就是通過控制線圈的通/斷電，實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的接通與斷開，從而達(dá)到對設(shè)備的邏輯控制。二、干簧繼電器1.組成

——由線圈和干簧管組成2.工作原理

——當(dāng)線圈中有電流通過時，線圈產(chǎn)生磁場，使簧片磁化而吸合；當(dāng)線圈中沒有電流時，簧片斷開3.特點(diǎn)

——結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，質(zhì)量小，價格便宜，吸合功率小，靈敏度高，但觸點(diǎn)負(fù)荷小二、干簧繼電器三、繼電器的型號及其技術(shù)參數(shù)1、額定工作電壓——繼電器正常工作時加在線圈兩端的電壓值。2、吸合電流——繼電器能完成吸合動作所需要提供的最小電流值。3、釋放電流——繼電器從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)入釋放狀態(tài)時的最大電流值，該電流值比吸合電流值小得多。4、直流電阻——線圈的直流電阻，幾百歐~幾千歐。5、觸點(diǎn)負(fù)荷：——繼電器觸點(diǎn)所承受的開路電壓和閉路電流值。（1）先了解哪些必要條件？①電路的電源電壓，能提供的最大電流②輸出電路中的電壓和電流③被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)（2）查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格。（3）注意根據(jù)裝置容積的大小，選擇合適的繼電器。四、如何選用電磁繼電器瑞中？型號額定工作電壓線圈功耗觸點(diǎn)負(fù)荷是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓值。是指繼電器允許加載的電壓和電流。DC:直流AC:交流案例分析下圖是一個直流電磁繼電器，請分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并讀出主要參數(shù)。從該圖中我們可以獲取的信息：

1.線圈額定電壓12V，有一個動合觸點(diǎn)。

2.125V交流時，觸點(diǎn)容量最大可通過10A電流。

250V交流時，觸點(diǎn)容量最大可通過5A電流。

30V直流時，觸點(diǎn)容量最大可通過5A電流。

3.該直流繼電器有5個引腳，期中2個屬于線圈接點(diǎn)，另外的屬于常閉或常開或轉(zhuǎn)換接點(diǎn)（需通過測量手段確定）。P80馬上行動——圖2思考：以上案例中，該繼電器可承受的最大負(fù)載的功率是多少？為什么直流和交流負(fù)載大小不同？解析：輸出電路為直流則負(fù)載為150W，若為交流則負(fù)載為1250W。因?yàn)橹绷髫?fù)載小于交流負(fù)載，直流電比交流電更容易“拉弧”，就是在開關(guān)分?jǐn)嗟臅r候出現(xiàn)電弧。直流電路若負(fù)載過大，觸點(diǎn)易產(chǎn)生電弧，而交流可過零滅弧，負(fù)載較大點(diǎn)。小資料：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)（例如空氣）所產(chǎn)生的瞬間火花。謝謝！晶閘管晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又被稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅；1957年美國通用電氣公司開發(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)，它有三個極：陽極，陰極和門極；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，且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。1.了解晶閘管的結(jié)構(gòu)和電路符號；2.了解晶閘管的工作特性。3.能識別晶閘管的管腳，會用萬用表判別晶閘管的管腳及好壞并合理使用。

【教學(xué)目標(biāo)】【教學(xué)重點(diǎn)】

閘管的結(jié)構(gòu)、符號、特性及管腳、好壞的差別方法。

【教學(xué)難點(diǎn)】

晶閘管工作特性的理解及主要參數(shù)的掌握。一、晶閘管的結(jié)構(gòu)及電路符號常見晶閘管外形、符號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)螺型形晶閘管陶瓷型晶閘管平板形晶閘管晶閘管有陽極（A）、陰極（K）和控制極（G）三個極。晶閘管陽極A、陰極K、負(fù)載（指示燈）、開關(guān)S1和電源VA1、VA2構(gòu)成的回路稱為主回路，控制極G、陰極K、開關(guān)S2和電源VGG構(gòu)成的回路叫控制回路。按圖連接實(shí)驗(yàn)電路并分五種情況進(jìn)行測試，記錄測試結(jié)果填表，并進(jìn)行特性總結(jié)。二、晶閘管的工作特性晶閘管實(shí)驗(yàn)過程及其工作特性表S1狀態(tài)主回路控制回路燈亮情況說明置于b加反向電壓無論開關(guān)S2合上與否滅晶閘管加反向電壓不導(dǎo)通，具有反向阻斷性。置于a加正向電壓S2斷開滅晶閘管即使加正向電壓，但不加控制電壓也不導(dǎo)通，即具有正向阻斷性。置于a加正向電壓S2閉合亮晶閘管正向觸發(fā)導(dǎo)通。置于a晶閘管一旦導(dǎo)通S2斷開亮晶閘管控制極的作用僅僅是觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，一旦導(dǎo)通后，控制極便失去作用。斷開無論開關(guān)S2合上與否滅要使已導(dǎo)通的晶閘管重新關(guān)斷，必須把陽極電壓減小到一定值或零。在圖（a）所示的電路中，晶閘管的a、k極、指示燈HL、和電源VAA構(gòu)成的回路稱為主回路。晶閘管的g、k極、開關(guān)S和電源VGG構(gòu)成的回路稱為觸發(fā)電路或控制電路。（1）正向阻斷在圖（b）所示電路中，指示燈不亮，這說明晶閘管加正向電壓，但控制極未加正向電壓時，管子不會導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為晶閘管的正向阻斷狀態(tài)。

(a)實(shí)驗(yàn)電路(b)正向阻斷開關(guān)斷開

（2）觸發(fā)導(dǎo)通在圖（c）所示電路中，晶閘管加正向電壓，在控制極上加正向觸發(fā)電壓，此時指示燈亮，表明晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通。

（3）反向阻斷

在圖（d）所示電路中，晶閘管加反向電壓，即a極接電源負(fù)極，k極接電源正極，此時不論開關(guān)s閉合與否，指示燈始終不亮。這說明當(dāng)單向晶閘管加反向電壓時，不管控制極加怎樣的電壓，它都不會導(dǎo)通，而處于截止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱為晶閘管的反向阻斷。(c)觸發(fā)導(dǎo)通(d)反向阻斷開關(guān)閉合主回路加反向電壓二、晶閘管的工作特性1、反向阻斷性2、正向阻斷性3、正向觸發(fā)導(dǎo)通4、持續(xù)導(dǎo)通5、重新關(guān)斷【課堂練習(xí)】關(guān)于晶閘管的特性，下面哪些說法正確？哪些說法錯誤？(1)晶閘管只要加正向電壓就導(dǎo)通，加反向電壓就截止，所以晶閘管具有單向?qū)щ娦浴?2)晶閘管控制極不加正向觸發(fā)電壓就永遠(yuǎn)不會導(dǎo)通。(3)晶閘管導(dǎo)通后若要使其關(guān)斷，只要陽極正向電壓過零或加負(fù)電壓即可。(4)晶閘管導(dǎo)通后，當(dāng)陽極電流小于維持電流時，晶閘管就自行關(guān)斷。(5)晶閘管導(dǎo)通后，去掉控制電壓，則晶閘管立即關(guān)斷?！菊n堂小結(jié)】晶閘管由正向電壓和控制電壓共同控制其正向?qū)ǎ坏?dǎo)通后，控制電壓就失去作用；由導(dǎo)通變?yōu)榻刂剐枋拐螂妷哼^零或變?yōu)樨?fù)值，使陽極電流小于維持電流。晶閘管導(dǎo)通后，可以流過很大的電流，但管壓降只有1V左右，該段與二極管正向特性曲線相似。晶閘管反向特性與一般二極管反向特性相似，反向擊穿會使晶閘管永久損壞，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)避免。謝謝！

開環(huán)電子控制系統(tǒng)

教學(xué)目標(biāo)1、理解什么是開環(huán)控制系統(tǒng)。2、結(jié)合實(shí)例，分析開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成與工作過程；理解控制器和執(zhí)行器的作用。3、畫出簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。什么是開環(huán)控制系統(tǒng)在一個電子控制系統(tǒng)中，如果被控量的變化不會引起控制了的改編，我們稱這個系統(tǒng)為開環(huán)電子控制系統(tǒng)。一、開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)例：高溫報警系統(tǒng)高溫報警電路的核心是一個比較器。

門鈴的開環(huán)控制系統(tǒng)

門鈴的開環(huán)控制系統(tǒng)

用手按動按鈕開關(guān),輸入一個觸發(fā)信號音樂集成電路經(jīng)過觸發(fā)后工作,產(chǎn)生一組載有“音樂”的電信號。

揚(yáng)聲器將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐魳仿暋?/p>

輸出的音樂聲的變化對系統(tǒng)的控制狀態(tài)并不產(chǎn)生影響,即不存在反饋。輸入:控制(處理):輸出:特點(diǎn):列舉你所知道的開環(huán)控制系統(tǒng)：1、紅綠燈定時控制系統(tǒng)。2、防盜報警控制系統(tǒng)3、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)4、公園音樂噴泉自動控制系統(tǒng)……二、開環(huán)電子控制系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)框架輸出量輸入量控制器執(zhí)行器被控對象控制量開環(huán)控制的特點(diǎn)開環(huán)控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯(lián)系的控制過程,按這種方式組成的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng),其特點(diǎn)是系統(tǒng)的輸出量不會對系統(tǒng)的控制作用發(fā)生影響，不具備自動修正的能力。輸出量輸入量控制器執(zhí)行器被控對象控制量在自動欄桿的控制系統(tǒng)中，輸入量、輸出量是什么？輸出量輸入量控制器執(zhí)行器被控對象控制量這個控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？謝謝！閉環(huán)電子控制系統(tǒng)課堂導(dǎo)入：請同學(xué)們分享上網(wǎng)查找對溫度的穩(wěn)定度有較高要求的應(yīng)用例子，并回答下面問題：（1）家用電冰箱的恒溫控制系統(tǒng)（2）家用空調(diào)的溫度控制系統(tǒng)（3）蔬菜大棚的恒溫、恒濕控制系統(tǒng)（4）孵化箱的恒溫控制系統(tǒng)問題：

1.上面的控制系統(tǒng)是否屬于電子控制系統(tǒng)？2.當(dāng)設(shè)定的溫度（給定量）與實(shí)際（被控量）存在誤差時，上面的控制系統(tǒng)能否進(jìn)行自動調(diào)整？3.以電冰箱為例，描述它的溫度調(diào)整過程。

閉環(huán)電子控制系統(tǒng)

在一個電子控制系統(tǒng)中，當(dāng)被控量與給定量存在的誤差大于規(guī)定值時，控制系統(tǒng)能自動調(diào)整控制狀態(tài)，使被控量逼近或等于給定量，我們稱這個系統(tǒng)為閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。新課講授：一、閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)例：電子控制的恒溫箱恒溫箱工作的原理

應(yīng)用范圍嬰兒保溫箱大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)車間農(nóng)村中的蔬菜大棚現(xiàn)代化的孵化間等

閉環(huán)電子控制系統(tǒng)與開環(huán)電子控制系統(tǒng)不同，它能對輸出結(jié)果進(jìn)行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。它的方框圖為：輸入控制（處理）輸出被控對象檢測反饋閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的組成方框圖二、閉環(huán)控制系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)圖常見的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)有家用電冰箱、空調(diào)、電熱水器、智能電飯鍋、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室等等。

閉環(huán)電子控制系統(tǒng)（特點(diǎn)）系統(tǒng)輸出信號與測量元件之間存在反饋回路?！伴]環(huán)”這個術(shù)語的含義，就是將輸出信號通過測量元件反饋到系統(tǒng)的輸入端，通過比較、控制來減小系統(tǒng)誤差。

溫度的測量和控制對人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。在許多場合，及時準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度信息是十分重要的，近年來，溫度測控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫度的測控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用。電飯鍋溫度控制器電路圖謝謝！設(shè)計實(shí)例分析舊知鞏固

1.說一說開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理分別是什么？

2.說一說這兩種控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況？

一、電子控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則1.滿足對控制系統(tǒng)提出的功能指標(biāo)要求；2.符合工作的條件，例如工作環(huán)境的要求、體積和質(zhì)量都限制、可靠性和安全性等；3.系統(tǒng)要有良好的抗干擾能力和良好的電磁兼容性能；4.盡可能使外形美觀、操作簡單、使用方便，感覺舒適；5.滿足其成本價格限制。課堂講授：二、電子控制系統(tǒng)設(shè)計的一般過程三、恒溫控制箱的設(shè)計和制作1、問題的提出。2、確定控制系統(tǒng)的功能和指標(biāo)。3、系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)：

應(yīng)該采用開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)？

并設(shè)計出具體電路。雞蛋孵化溫度控制器方框圖輸入:預(yù)置控制溫度裝置控制（處理）:選擇控制（處理）電路的元器件輸出:選擇電磁繼電器、電爐等被控對象孵化室檢測:溫度傳感器反饋電路圖三、恒溫控制箱的設(shè)計和制作4、挑選和篩選元器件5、制作與調(diào)試印刷電路板圖恒溫控制孵化箱孵化箱電路的連接三、恒溫控制箱的設(shè)計和制作6、檢測與評價填寫測試表

謝謝！設(shè)計的改進(jìn)舊知鞏固回憶一下電子控制系統(tǒng)設(shè)計的過程有哪些？

討論一下：1.你所制作的恒溫孵化箱是否最優(yōu)？

有什么不足之處？2.你有什么改進(jìn)的設(shè)想？新課學(xué)習(xí)：一、發(fā)現(xiàn)新問題思考：

1.分析點(diǎn)燈頻繁閃動的原因？2