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电子电器各主要电路的作用和相互关系

时间:2018-05-29
 

  (一)感辨机构
   电子电器  的感辨机构作用是将各种被检测的电量或非电量变换为适用于电子电路的电压、电流或电路参数(电阻、电容、电感)。一般是由一些变换元件或各种传感器来担任此作用。互感器是目前应用最广的一种I-U转换器,如电流互感器将其一次绕组串联接人被测 电路;而其二次绕组接人一个适当电阻,在电阻两端即可获得比例于被测电路电流的交流电 压信号。利用物质的物理效应(如光电效应、压电效应、热电效应等)和物理原理(如电感原理、电容原理、电阻原理等)将某一被检测物理量转换成随之而变化的另一物理量的器件 统称为传感器。如热电偶就是利用其热电动势随温度而变化的物理效应制成的。
   按传感器能量传递的方式来分,可分为有源传感器和无源传感器两类。有源传感器能直接将非电量转换成电量信号,如热电偶、光电池等,由有源传感器输出的电量信号(电压、 电流等)可直接输人放大器放大。无源传感器只能将非电量转换成电路参数(电阻、电容、 电感),如热敏电阻、各种电容、电感传感器等,由无源传感器输出的电路参数需经过转换 电路转换成电量信号,再输入放大器放大。
   感辨机构是电子电器的第一个环节,它的频率响应特性、灵敏度、线性度以及输出阻抗 与下级电路输人阻抗的匹配等等都会直接影响电子电器的体积、成本、可靠性等。
   (二) 转换电 
   转换电路的作用是将无源传感的输人非电量变化的电路参数变换为随之变化的电流或 电压的幅值、频率或相位的变化,并保证输出的能量最大限度地输给放大器。常用的转换电 路有各种电桥电路、差动电路以及各种振荡电路。
   (三) 放大器 
   放大器的作用是将微弱的电信号进行放大,来提高电器的灵敏度、精度和可靠性。一般电子电器都需有某种形式的放大器,有的采用独立的放大器,较多的是由别的环节兼起放大 作用。常用的如触发器(如光电继电器电路原理图的射极耦合触发器)和振荡器等,它们不 仅担负者别的功能,而且同时还担负起强烈的放大作用。
   另外,从信号放大的角度来看,直流信号(传感器输出的信号有许多是近似直流的缓变信号)的放大比较困难。因此,需要把传感器输出的缓变信号先变成具有较高频率的交流信号(这样一个过程,称为信号的调制,所谓调制就是利用缓变信号来控制高频振荡的过程。 已被缓变信号调制的髙频振荡波为调制波,调制波相应地有调幅波、调频波和调相波三种, 电子电器一般采用调幅波)再进行放大,以期得到最好的放大效果。
   (四)解调器 
   解调器的作用是将放大器输出的调制波中的缓变信号解调出来,输送给鉴别器。所谓解调就是从调制波中把原来的信号恢复出来的过程。对调幅波的解调,简称检波,它是调制的 逆过程,完成这种解调作用的电路称为检波器。从物理过程来看,检波器实际就是一个具有 平波的整流电路。常用的有半波、全波和倍压检波电路。另外,还有一种相敏解调器, 调幅波经过相敏解调后,除了能恢复出原来信号幅值之外,还能恢复出原来信号的极性,从 而反映被检测量的大小和被检测量的变化方向。
   (五)鉴别器 
   鉴别器的作用是向被检测量提供一个用以比较的门限值,来判别被检测量是否已达到或 超过预定值,由该门限值与被检测量共同决定鉴别器的输出状态。当被检测最小于门限值 时,鉴别器则“无”输出;当被检测量大于门限值时,鉴别器则“有”输出。确切地说,鉴别器输出的是被鉴信号与预先给定的门限值的差值,并将此差值转换为跳变的开关信号或逻辑电平并输送给出口电路。被鉴信号可能是电压的幅值、频率、相位或脉冲的宽度,因此相应地有鉴幅器、鉴频器、鉴相器或鉴宽器。在电子电器中最常用的是鉴幅器。
   鉴别器是电子电器电路中必设环节之一,对其主要要求是和前级电路应有较好的配合; 提供稳定的门限值,通常还要求门限值可调;有较高的灵敏度,即当被鉴信号达到门限值 时,鉴别器仅取用很小的信号电流;输出信号有较好的开关特性和所需的回差。
   (六)延时电 
   延时电路的作用是延缓电器的动作时间,在电气控制装置或系统中,、根据工作原理往往要求控制回路带有延时特性,如以时间原则的自动控制或用于过载保护等。用以获得延时特殊性的电路称为延时电路。
   在一些具有延时特性的电器中.就需要设置延时电路以实现所需的延时。延时时间可以是恒定的,也可以是与被检测大小有关,前者可以构成时间继电器, 后者可以实现具有反时限
保护特性的保护电器
   (七)逻辑门 电路
   逻辑门电路的作用是对电器的动作进行逻辑控制。更确切地说,加设逻辑门电路的目的 是给电器的动作附加了条件。如加设与门电路使电器的动作条件变得严格;加设或门电路使 电器的动怍条件变得放宽;而加设非门电路则使电器原来的动作条件作一次否定。逻辑门电路在数字式电子电器中有大量应用,在非数宇式电子电器中也有所应用。
   (八)记忆电 
   记忆电路的作用是为了使信号具有记忆功能。电器元件按能否自动复位可分为自复式和 非自复式两种,对非自复式电器来说,其动作与输人信号几乎同时出现,当输人信号消失后 对其产生的动作具有自保持或记忆功能。由此可见,在非自复式电器的电路中必须加设某种记忆电路。保护用电器常为非自复式;某些控制用电器如非自复式接近开关等也需要加设记忆电路。常用的记忆电路有双稳态触发器和晶闸管电路等。
  (九)出口电路
  出口电路的作用是功率放大和执行由前级电路发出的命令。出口电路是电子电器中最后 一级电路,对其主要要求是必须动作可靠,并且能提供足够大的输出功率和电平;具有良好 的开关特性或继电特性等。出口电路的组成形式有两种:一种采用晶体管或晶闸管输出即称 为无融点;另一种采用小型继电器输出即称为有触点。
  无触点出口电路的优点是动作速度快,不会出现机械故障,缺点是电路较复杂、成本高 和抗干扰性能差;有触点出口电路的优点是电路较简单、成本低和抗干扰性能强,但有触点 容量较小,且动作时间长等缺点。总之各有千秋,应当根据实际需要、权衡利弊加以选用。
   (十)电源 
   电源的作用是为电子电路提供稳定的直流供电。一般工厂供电都是交流电,因此需要将 交流电变换成直流电。简单方法采用电源变压器(或直接交流供电),利用晶体二极管将交 流电加以整流,再通过电容或电感组成的滤波电路,得到比较平滑的直流电。对用继电器输 出的出口电路可以用此供电。但对电子电器中的信号转换电路、放大器和鉴别器等电路,为 了保证电子电器的精度和可靠性,还要求提供稳定的直流电源,即直流电压受交流电网电压 变化和负栽的变动影响必须很小。因此,必须在整流和滤波电路之后加稳压电路,以获得较 稳定的直流电。

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