电子知识培训(创协)

电子知识培训 机电产品创新协会JIDIANCHUANGXIN 常用电子元器件 电阻器 传感器 电容器 继电器 电感器 开关 二极管 电机 三极管 电工仪表 电阻器 电阻定义 各种材料的物体对通过它的电流呈现一定的阻力 这种阻碍电流的作用叫电阻 标识为 R 单位为欧姆 在电路中起电阻作用的元件叫电阻器也成为电阻 电阻的作用 在电路中电阻起到分流 分压 限流 偏置等作用 电阻分类 一 按制作材料可分为 碳膜电阻金属膜电阻线绕电阻水泥电阻 按功率大小可为 1 16W 1 8W1 4W 1 2W 1W 2W 3W 5W 7W 10W等 封装工艺 贴片电阻和插件电阻 二 可调电阻和固定电阻 电位器 滑动变阻器 定值电阻 常见电位器 4 电阻的阻值辨认 a 数字表示法 辨认时数字之前兩位为有效数字 第三位为倍率 表示 33 104 330K 表示 27 105 2 7M 334 275 b 色环标注法 1 三环色标电阻 表示标称电阻值 精度均为 20 其中第一 第二色环表示有效数字 第三色环表示应乘倍率 2 四环色标电阻 表示标称电阻值及精度 其中第一 第二色环表示有效数字 第三色环表示应乘倍率 第四色环表示其精度等级 3 五环色标电阻 表示标称阻值 三位有效数字 及精度 其中第一 二 三色环表示有效数字 第四色环表示应乘倍率 第五色环表示精度等级 电容器定义 用来表征电容器储存电荷的本领的物理量 基本结构 一层绝缘材料 介质 间隔的两片导体 电容器是储能元件 当两段加上电压以后 极板间的电介质即处于电场之中 电介质在电场的作用下 原来的电中性不能维持 其内部也形成电场 这种现象叫做电介质的极化 种类 按极性可分为有极性电容和无极性电容 无极性电容有极性电容 有极性电容 纸质电解电容 铝电解电容和钽质电解电容 无极性电容 陶瓷电容 唛拉电容 金属化聚乙酯膜电容器 云母电容等 特点 阻直通交 电解电容 使用电解电容应注意极性 不能接反 也不能用于交流电路 电解电容一般容量都有比较大 耐压等级一般在6 3V 500V之间 电解电容在电容体上都标明正负极 一般长脚为正极 短脚为负极 电感电感器和电容器一样 也是一种储能元件 它能把电能转变为磁场能 并在磁场中储存能量 电感器用字母L表示 色环电感数值的认法与电阻类似 但后面的单位为uH 电感的特点 阻交通直 电感的作用 和电容器一起工作 构成LC滤波器 LC振荡器 变压器 是应用电磁感应原理做成的 分为电源变压器 脉冲变压器 低 中 高频变压器 作用 变压 阻抗匹配 隔离 继电器 相当于 开关 是一种当输入量或激励量 如 光 电 磁或热等信号 满足某些规定条件时 能够在一个或多个输出回路中产生预定跃变的电子元器件 继电器的用途 1 输入与输出电路之间的隔离 2 信号转换 从断开到接通 或反之 3 增加输出电路 即切换几个负载或切换不同电源负载 4 重复信号 5 切换不同电压或电流负载 6 保留输出信号 7 闭锁电路 8 提供遥控 小型电磁继电器 小型继电器 时间继电器 电流继电器 液位继电器 中间继电器 时间继电器 二极管二极管是由半导体晶体材料制作成的 PN节 按用途分 整流管 检波管 稳压管 光敏二极管 发光二极管 变容二极管 放大管 开关管 晶闸管等 主要特性 单向导通 常用二极管 整流二极管稳压二极管 ZD 发光二极管 LED 二极管的好坏判别 发光二极管 三极管种类 PNP型和NPN型 三极管的极性 基极 b 发射极 e 集电极 c 三极管的作用 放大及开关 符号 Q 三极管的标识 小功率管 5551 8550 3906等 大功率三极管有TIP147 TIP42C两种 的识别方法可通过管子上所标注的上述型号标志区分 有字一面朝着自己 引脚向下 从左向右引脚分别为e 发射极 b 基极 c 集电极 ebc 三极管的标识 大功率三极管有TIP147 TIP42C两种 其型号均标注于三极管封装上 其引脚规定为正面看 有字一面朝着自己 引脚向下 由左向右 引脚分别为b 基极 c 集电极 e 发射极 传感器类 按照被测量大类分 可分为力学量传感器 热量传感器 磁传感器 光传感器 放射线传感器 气体成分传感器 液体成分传感器 离子传感器和真空传感器等等 现电子竞赛中已出现的常用传感器 测中低温 150 的温度传感器超声传感器 测距等 红外传感器 光电对管 霍尔 电涡流 接近开关 用于金属探测 点滴流量测量 重量测量 转速 速度 位移 长度 测量 电动小车 电流 电压测量 互感器 压电式声传感器 压电陶瓷换能器结构图 当交变信号加在压电陶瓷片两端面时 由于压电陶瓷的逆压电效应 陶瓷片会在电极方向产生周期性的伸长和缩短 当一定频率的声频信号加在换能器上时 换能器上的压电陶瓷片受到外力作用而产生压缩变形 由于压电陶瓷的正压电效应 压电陶瓷上将出现充 放电现象 即将声频信号转换成了交变电信号 这时的声传感器就是声频信号接收器 压电式流量计 压电式流量计 压电超声换能器每隔一段时间 如1 100s 发射和接收互换一次 在顺流和逆流的情况下 发射和接收的相位差与流速成正比 压电式传感器在测漏中的应用 如果地面下一均匀的自来水直管道某处O发生漏水 水漏引起的振动从O点向管道两端传播 在管道上A B两点放两只压电传感器 由从两个传感器接收到的由O点传来的t0时刻发出的振动信号所用时间差可计算出LA或LB 温度测量 数字温度传感器DS1820热敏电阻半导体二极管热电阻热电偶红外等非接触测温 半导体热敏电阻 温度传感器 热电偶传感器结构简单 精度灵敏度足够高 响应快温度范围宽 镍铬 镍硅270 1300 热电阻传感器输出信号大 测量准确Pt100 200 850 分度表半导体热敏电阻灵敏度高 体积小 反映快变送器二次仪表 热释电型红外探测器 在电子防盗 人体探测器领域中 被动式热释电红外探测器的应用非常广泛 被动式热释电红外探头的工作原理及特性 人体都有恒定的体温 一般在37度 所以会发出特定波长10UM左右的红外线 被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的 人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上 红外感应源通常采用热释电元件 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡 向外释放电荷 后续电路经检测处理后就能产生报警信号 霍尔传感器 霍尔传感器是将霍尔元件 放大器 温度补偿器及稳压电路集成在一个芯片上 它基于霍尔磁效应 可以将磁场磁通量的变化转化成为线性的电压信号输出 用霍尔元件可以制成霍尔电流传感器 霍尔电压传感器及霍尔功率传感器另外 霍尔元件可用于位置及位移检测 转速 转角及移动速度检测等 霍尔传感器产品 霍尔电流传感器 霍尔电压传感器 霍尔齿轮传感器 霍尔接近开关 电梯智能称重变送装置 烟雾报警器 光电式烟雾传感器通过一束光和一个光的感应器来测量烟的浓度 正常时 光束偏离感应器 当烟雾进入到感应室后 烟雾粒子会将部分光束散射到感应器上 当到达传感器的光束达到一定的程度 发出报警信号 光电式烟雾传感器 烟雾报警器产品 热释电光敏器件应用举例 人体感应开关用红外线传感器电路来实现 可用于住宅 走廊等场所的自动照明 人来灯自亮 人去灯自灭 既节约用电 又免去了夜晚开灯之不便防盗报警系统利用人体热释电接收电路 采用多点遥测 结合 来远程监控并显示盗贼的确切位置 并驱动报警电路 半导体陶瓷湿敏电阻 电阻率随湿度增加而下降 称为负特性湿敏半导体陶瓷 电阻率随湿度增加而增大 称为正特性湿敏半导体陶瓷 光电开关类 遮断式光电开关原理 遮断式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成 当被检测物体位于发射器和接受器之间时 光线被阻断 接受器接受不到红外线而产生开关信号 被检测物体 光发射器 光接收器 光幕应用 当有物体遮挡住光线时 传感器发出报警信号 起保护 预警等作用 光线被遮断 报警 反射型光电开关外形 电源指示 信号指示 漫反射型光电开关的应用 反射式光电断续器 光电断续器是较便宜 简单 可靠的光电器件 它广泛应用于自动控制系统 生产流水线 机电一体化设备 办公设备和家用电器中 光电断续器的发光二极管可以直接用直流电驱动 亦可用40kHz尖脉冲电流驱动 红外LED的正向压降约为1 1 1 3V 驱动电流控制在20mA以内 光电断续器外形 齿盘每转过一个齿 光电断续器就输出一个脉冲 通过脉冲频率的测量或脉冲计数 即可获得齿盘转速和角位移 光电断续器的应用 n 电机类 直流电机 1 直流电机的基本结构 主磁极 电枢 换向器 电刷装置 直流电机的结构图 剖面图 电枢1 主磁极2 换向极4 机座6 电枢铁心冲片 换向器 换向片3 连接片4 云母环2 鼠笼式三相异步电动机的结构示意图 5 定子铁心 6 定子绕组 7 转轴 8 转子 9 风扇 11 轴承 12 机座 鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线 三相异步电动机的工作原理 1 三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组 产生旋转磁场 旋转磁场的转速称之为同步转速 2 旋转磁场切割转子导体 产生感应电势 3 转子绕组中感生电流 4 转子电流在旋转磁场中产生力 形成电磁转矩 电动机就转动起来了 电动机的转速达不到旋转磁场的转速 否则 就不能切割磁力线 就没有感应电势 电动机就停下来了 转子转速与同步转速不一样 差那么一些 称之为异步 步进电机 步进电机是一种用电脉冲信号进行控制 并将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的控制电机 其特点有 可以根据控制转过精确的角度无需反馈 是一个半闭环系统步距误差不会积累停止时有自锁功能多数情况下需要使用步进电机专用驱动器 步进电动机种类 2 工作原理 步进电动机结构原理图 齿距 步进电机的转子上均匀地分布着40个齿 齿间 齿距 夹角为9 360 40 定子上有6个大齿 相差180 的两个大齿组成一相 共有A 三相 每个大齿上有若干个与转子上一样的小齿 定子的每一相都有励磁绕组 错位 步进电动机结构原理图 当A相定子齿和转子齿对齐 若和A相磁极中心对齐的转子齿为1号齿 因B相磁极与A相磁极差120 且120 9 13 1 3 故转子齿不能与B相定子齿对齐 只有13号小齿靠近B相磁极的中心线 与中心线相差3 短路检查 将转盘打在短路 档 表笔位置同上 用两表笔的另一端分别接被测两点 若此两点确实短路 则万用表中的蜂鸣器发出声响 1 将红表笔插入 V 插孔中 黑表笔插入 COM 插孔中 2 将功能量程选择开关置于DCV 直流电压 或ACV 交流电压 量程范围 并将测试笔并接在被测负载或信号源上 在显示电压读数时 同时会指示出红表笔的极性 注意 1 在测量之前不知被测电压的范围时应将功能开关置于高量程档后逐步调低 2 仅在最高位显示 1 时 说明已超过量程 须调高一档 3 不要测量高于1000V的直流电压和750V交流电压 虽然有可能读得读数 但可能损坏万用表内部电路 4 特别注意在测量高压时 避免人体接触到高压电路 直流 DC 电压和交流 AC 电压的测量 1 将红表笔插入 V 插口中 黑表笔插入 COM 中 2 将功能量程选择开关置于所需 电阻 量程 将两测试笔跨接在被测电阻的两端 即可得到电阻值 注意 1 当输入开路时 会显示过量程状态 1 2 如果被测电阻超过所用量程 则会指示出量程 1 须换用高档量程 当被测电阻在1M 以上时 本表需数秒后方能稳定读数 对于高电阻测量这是正常的 3 检测在线电阻时 须确认被测电路已关去电源 同时电容已放电完毕 方能进行测量 电阻的测量 1 断开电路2 黑表笔插入com端口 红表笔插入mA或者20A端口3 功能旋转开关打至A 交流 A 直流 并选择合适的量程4 断开被测线路 将数字万用表串联入被测线路中 被测线路中电流从一端流入红表笔 经万用表黑表笔流出 再流入被测线路中5 接通电路6 读出LCD显示屏数字 电流的测量 步骤 1