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        自动控制电路设计-传感器中逻辑电路高低电平的判断详细信息
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        第3节  实验:传感器的应用
        随着电子技术的发展,汽车电子化程度不断提高,通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题,而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小,定量提供有用的电输出信号的部件,亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件,它直接影响汽车的技术性能的发挥。
        自动控制电路设计,传感器中逻辑电路高低电平的判断 

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        知识全解·吃透教材
        知识点1 光控开关


        电路分析
        电路分析:白天,光强度较大,光敏电阻RG电阻值较小,加在斯密特触发器A端的电压较低,则输出端Y输出高电平,发光二极管LED不导通;当天色暗到一定程度时,RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值,输出端Y突然从高电平跳到低电平,则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了),这样就达到了使路灯天明熄灭,天暗自动开启的目的。
        例1】用光敏电阻为传感器,利用以下器材:滑动变阻器、交变电源、继电器、灯泡、开关、导线等.设计安装一个白天自动关灯、夜晚自动开灯的路灯自动控制装置.
        (1)请写出所缺器材.
        (2)画出电路原理图,并简要说明其工作原理.
        解析: (1)要安装这样的路灯自动控制装置,缺少以下器材和元件:光敏电阻,电池.
        (2)装置电路图如图所示。

        其工作原理简述如下:合上开关S,在白天时有光照射光敏电阻,其阻值变小,电流变大,调节滑动变阻器,使电流达到继电器的动作电流,继电器吸动铁片开关,路灯脱离交流电源而熄灭(滑动变阻器调节好以后不再变动,也可用固定电阻代替).
        到夜晚,光线变暗,光敏电阻阻值变大,电流变小,继电器的电磁铁吸铁片的力减弱,在弹簧的弹力作用下,接交流电源的开关重新闭合,灯泡又开始发光.
        知识点2 温度报警器

        1.报警器的构造和工作原理:常温下,调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平,则输出端Y处于高电平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发声;当温度升高时,热敏电阻RT阻值减小,斯密特触发器输入端A电势升高,当达到某一值(高电平),其输出端由高电平跳到低电平,蜂鸣器通电,从而发出报警声。
        Rl的阻值不同,则报警温度不同。要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小R1的阻值,R1阻值越小,要使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻阻值要求越小,即温度越高。
        2.作用于应用:可用来控制电路的通断,被广泛用在继电器、开关、控制器等上面。

        例2】现有热敏电阻、电路丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和若干导线.如图所示,试设计一个控温电路.要求温度低于某一温度时,电路丝自动通电供热,超过某一温度时,又自动断电,画出电路图说明工作原理.

        解析: 发热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路.(1)电路图如图所示.

        (2)工作过程,闭合S,当温度低于设计值时,热敏电阻阻值大,通过电磁继电器电流不能使它工作,K接通电炉丝加热,当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止加热,当温度低于设计值,又重复前述过程.

        揭示规律·小试身手
        方法点拨:要想在天更暗时路灯才会亮:应该把R1的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值(如1.6V),就需要RG的阻值达到更大,即天色更暗时路灯才会亮。
        变式训练
        1、把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图甲所示电路连接,制成光电报警装置.当报警器有光照射时,蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声.①光敏电阻:光敏电阻受光照后,阻值会变小.②干簧管继电器开关:由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成,如图乙所示.当线圈中有一定的电流时,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态.当线圈中没有电流或者电流很微弱时,磁场消失,簧片在弹力的作用下回复到分离状态.试说明光电报警器的工作原理.

        解析:当报警器有光照射时,光敏电阻阻值减小,电路中电流增大,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态,蜂鸣器电路接通,蜂鸣器发声.反之,当没有光照射或光照很微弱时,光敏电阻阻值很大,电路中的电流很小,干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态,连接蜂鸣器的电路断开,蜂鸣器不发声.
        方法点拨:火灾报警器,它是利用烟雾对光的散射作用,使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化,从而达到报警的目的.
        变式训练
        2、用如图所示的电磁继电器设计一个高温报警器,要求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警。可供选择的器材如下:热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。

        图6-3
        解析:热敏电阻的温度升高时电阻变小,将热敏电阻、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的ab端,如图所示。


        将学生用电源、电铃及绿灯泡分别接入cde之间。
        正常时热敏电阻值大,通过继电器线圈的电流小,继电器磁性弱,ce处于闭合,绿灯亮。
        有险情时,热敏电阻阻值变小,通过继电器线圈的电流增大,磁性增强,吸住衔铁,cd闭合,ce断开,绿灯灭,电铃响。

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        自动控制电路设计-传感器中逻辑电路高低电平的判断
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