高中通用技术：电子控制考点复习

电子控制技术附录

一、常用电阻器、电容器、电感器的外形特征、电路符号与标称值

1、电阻器

电阻器简称电阻，用字母R表示，单位是“欧姆”，简称“欧”，用字母Ω表示。此外还有千欧（kΩ）、兆欧(MΩ)。其在电路中起降压、分压、限流、分流、负载等作用。

①常用电阻器的外形特征和电路符号

②电阻器的分类

电阻器按结构可分为如下两种：固定电阻器，可变电阻器（可调电阻器）。

③电阻器的标称值

电阻器的标称值包含电阻值、误差、功耗。用来表示电阻值和误差的方法有以下两种：

直标法：是指将电阻器的参数（电阻值、误差、功耗）用数字和字母直接印在电阻体上，允许偏差直接用百分数表示。例如，

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色标法：是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差。一般电阻体上有四条色环，其中前两条色环分别表示阻值的第1位和第2位有效数字，第三条色环表示有效数字的幂指数（即有效数字后0的个数），第四条表示允许误差（精度）。精密电阻器上有五条色环，前面三条表示前三位有效数字，第四条表示幂指数，第五条表示误差。

各种颜色对应的含义如下图。

例如：橙橙红金表示阻值为3300欧姆。精度为±5％。

文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示阻值允许的偏差用文字符号表示，符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数和第二位小数阻值。例如，1R5表示1.5Ω，2k7表示2.7kΩ，R1表示0.1Ω。

数码法：用三位阿拉伯数字表示，前两位数字表示阻值的有效数，第三位数字表示有效数字后零的个数。例如，102表示1kΩ。当阻值小于10Ω时，用*R*表示，将R看着小数点，例如，8R2表示8.2Ω。

④电阻器的选用：当选用电阻器时，一般只考虑标称阻值(标示在电阻器上的电阻值)、额定功率(所允许耗散的最大功率)。

2、电容器

电容器简称电容，用字母C表示，它是由两个靠得很近的导体中间隔绝缘材料构成的，

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3 所以直流电不能通过电容器。其在电路中起到“通交流隔直流”的作用，常用于耦合电路、振荡电路、调谐电路、滤波电路、和延时电路中。电容器储存电荷的能力用电容量表示，单位是“法拉”，简称“法”，用字母F 表示，常用的单位有微法(μF)和皮法(pF)。

1F(法)＝1000000μF(微法)，1μF(微法)＝1000000pF(皮法)。

①电容器的外形特征和电路符号

②电容器的分类：固定电容器、可变电容器。电解电容器属于有极性电容器，它有正负极之分，长引脚为正极。其它电容器没有极性。

③电容器的标称值：电容器的标称值有电容量和耐压(额定直流工作电压)。电容量的表示

方式有多种：

a．直标法：将标称容量及偏差直接标在电容器的表面上，例如“220pF 600V”表示电容量是220pF，最大工作电压是600V（直流电压）。

b．数学表示法：一些圆片瓷介电容器体积比较小，一般只标出电容量数字不标单位。通常规定，当数值小于1（即零点几）时，单位为μF；数值大于1时，单位为pF。如0.047、0.01、3300、22等分别表示0.047μF、0.01μF、3300pF、22pF。

c．数字字母法：容量的整数部分写在容量单位标志字母的前面，容量的小数部分写在容量单位标志字母的后面。例如：P10、1P2、4μ7分别表示0.1PF、1.2PF、4.7μF。

d．数码法：在小型瓷介电容器上用三位数表示电容量，前两位表示电容量的有效数字，第三位表示有效数字后面加多少个零，单位是pF；例如：202表示2000pF，331表示330pF。

e．色标法：类似电阻色标法，不同的是单位是pF。色环顺序从上而下，沿引线方向排列。

电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。

3、电感器

电感器通常称为电感线圈或线圈，是用金属导线绕制而成的，线圈阻值越小性能越好。电感器把电能转换成磁场能并储存在磁场中，在电路中具有“通直流阻交流”的作用。电感器可分为自感器和互感器(变压器)两大类。

①电感器的外形特征和电路符号

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②电感器的标称值，电感器的标称值主要有：电感量和品质因数。

电感器存储磁场能力的大小用电感量表示，单位是“亨利”，简称“亨”，用字母H表示，常用的单位有毫亨(mH)和微亨(μH)，1H＝1000mH＝1000000μH。

电感器的品质因数(Q)：线圈中存储能量与消耗能量的比值，Q值越大，性能越好。

二、二极管

半导体二极管简称二极管，是由一个半导体PN结、两个电极引线和管壳组成。在电路中有整流、检波、稳压等作用。

二极管有正向导通和反向截止两种工作

状态。而且导通和截止有一定的工作条件。如

果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为

二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数

值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导

体，电阻很小，相当于接通。如图所示。

如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，

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6 只要是反向电压二极管就没有电流流过。如果反向电压过大，二极管会击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。

所以二极管具有单向导电性，一般只允许电流单一方向流过，且电流从正极（阳极）经PN 结流向负极（阴极），即从P 到N ，因此二极管有正负极之分。当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V ，硅管约为0.6V)以后，二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V ，硅管约为0.7V)，称为二极管的“正向压降”。发光二极管导通电压一般在1.6V 以上，并且使用时必须串接限流电阻，工作电流一般在3--20mA 之间。光敏二极管工作时需加反向电压（二极管的阳极接电源负极，阴极接电源正极）。

二极管极性的判断方法：二极管的极性通常在管壳上用电路符号（三角形底边为正）表示；也可用色环或色点表示，靠近色环一端的电极为二极管的负极，靠近色点一端的电极为正极。对于发光二极管

(LED)，引脚长的为正极，管壳内金属片大的一端为负极，引脚细的为正极。

二极管的结构和电路符号

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三、三极管

半导体三极管简称三极管，它由两个极靠近的PN结和三个电极构成(即两个结、三个极、三个区)。两个PN称为发射结和集电结；共用的一个电极为三极管的基极(b) ，其他两个电极为集电极(c)和发射极(e)；两个PN结把三极管分成三个部分：发射区、基区、集电区。按排列顺序，有PNP型和NPN型两种类型，如图所示。常用的三极管及电路符号，三极管三个电极、电流放大作用及三个工作区。

三极管有三种工作状态(以NPN型为例)。

放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=,这时三极管处于放大状态。

饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压时,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。

三极管有以下三种工作状态如下表所示：

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NPN 型与PNP 型三极管工作状态比较：

三极管在合适的工作状态下，可作为一个放大器，也可以利用三极管的截止和饱和状态作为一个开关。

共发射极放大器工作原理图：

Vcc 是为放大器提供电压的直流电源，通过基极偏置电阻Rb1，Rb2给三极管发射极以正偏，给三极管集电极以反偏。C1、C2是耦合电容，

Ce 是滤波（旁路）电容。无论PNP 或NPN ，负载一般都接在集电极（没有箭头那个极）上，

＞Ue ，Ube=0.7V(0.3V)

Ubc ≤0.7V ＞Uc ，

+

S

v -

三极管发射极箭头指向和电流方向一致（即PN结正偏方向）。

四、多用电表（万用表）

多用电表可分为数字式和模拟式（指针式）两种，它们各有优点，数字式多用电表读数容易，模拟式多用电表能方便快速的观察近似值或被测值的变化情况。模拟式多用电表表盘从上到下依次是欧姆表表盘（表面上Ω刻度线右端为0、左端为∞），直、交流电流、电压表表盘。多用电表电阻档为倍率档，电流、电压档为量程范围档。

1、多用电表基本操作：

对于模拟式电表，使用前观察一下表针是否指在左边零位。如果表针不指在零位，可用螺丝刀调节表头上机械调零螺丝，进行机械调零，使表针回零。使用多用电表时，还必须注意两根测量表棒的正、负极性，红表棒要插入正插孔，黑表棒要插入负插孔（红表棒接多用电表内部电源的负极，黑表棒接内部电源的正极）。

2、电阻、直流电流、直流电压、交流电压的测量，相关的测量数据的识读。

(1)电阻的测量

将多用电表的波段开关置于“Ω”档，并选择×1、×10、×100、×1k、×10k几档中的合适档位。然后进行电气调零，即把红、黑表棒短接，调节调零旋钮，使指针指向欧姆刻度盘最右端“0”刻度线处。如果指针调不到“0”刻度线处，需更换电池。再将被测电阻跨接在红、黑表棒间，尽量使指针接近刻度盘标尺的中心。若指针偏角太大（偏右端），则换小倍率档；若指针偏角太小（偏左端），则换大倍率档，每次换档后必须重新电气调零。从表面上Ω指示处读出的数值，再乘上波段开关上对应的档位就是被测电阻的电阻值。例如，用“×10”档测某电阻时，指示值为15，则表示被测电阻值是15Ω×10＝150Ω。注意：不准用两只手拿住表棒的金属部分测量电阻，以免人体电阻引起测量误差；严禁带电测量电阻的阻值，带电测电阻万用表要烧毁。

(2)直流电流的测量

必须将多用电表串联在被测电路中，使被测电流通过多用电表。红表棒接电源正极，黑表棒接电源负极，即保证被测电流由红表棒流入、黑表棒流出。要正确选择档位，若不知被测电流的大小，应先选择最大档位，然后根据指示情况再逐级调小档位。为保护多用

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电表，测量结束后，应将波段开关放在交流电压最大档或空挡（OFF档）。

(3)电压的测量

测电压时多用电表要并联接入待测电路。注意事项与上述直流电流的测量类似。

3、用电表检查半导体二极管的电极，判断二极管和三极管的好坏

(1)多用电表检查半导体二极管的电极，判断二极管的好坏

将多用电表调至欧姆档(一般用R×100或R×1kΩ档，不要用R×1或R×10k。因为R×1挡使用的电流太大，容易烧毁管子，而R×10k挡使用的电压太高，可能击穿管子)，用两个表棒分别接二极管两个电极，测得一个电阻值，再将两个表棒调换，测得另一个阻值。若两个阻值一小（几千欧）一大（几百千欧），那么小的那一次黑表棒所接一端为二极管的正极，另一端为负极。同理，测得阻值较大的一次，与黑表笔相接的一端为二极管的负极。若测得二极管的正、反向电阻值均很小或为0Ω，则说明二极管内部短路，若测得二极管的正、反向电阻值均很大，则说明二极管内部断路。在这两种情况下二极管就需报废。通常小功率锗二极管的正向电阻值为300Ω~500Ω，硅二极管为1kΩ或更大些。锗二极管反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻500kΩ以上。正反向阻值相差越大，二极管的质量越好。

（2）多用电表判断三极管好坏

第一步确定三极管的基极管脚和三极管的类型。

方法一：①将万用表调到×100Ω档，用表棒分别正反测量三个管脚，其中两个管脚正、反向电阻均较大（集电极与发射极之间正反向电阻均大），则剩下的那个管脚为基极b；②黑表棒接基极b，红表棒分别接另外两个电极，若测得的电阻均很小，则为NPN型

三极管，若测得的电阻均很大，则为PNP型三极管。

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方法二：将万用表设置在 R ×100或×1k Ω档，用黑表笔和任一管脚相接(假设它是基极 b)，红表笔分别和另外两个管脚相接，如果测得两个阻值都很小，则黑表笔所连接的就是基极，而且是 NPN 型的管子。如图(a)所示。如果按上述方法测得的结果均为大阻值，则黑表笔所连接的是 PNP 管的基极。如图 (b)所示。

第二步判断三极管集电极c 和发射极e ：

通过一个100k Ω电阻把已知的基极和假定

的集电极接通，如果是NPN 型管，万用表黑表

棒接假定的集电极，红表棒接假定的发射极，

万用表上读出一个阻值；而后把假定的集电极

和发射极互换，进行第二次测量，两次测量中，

测得阻值小的那一次，与黑表棒相接的那一极

便是集电极。

第三步判断三极管好坏：

①测NPN三极管：将万用表欧姆档置“×100”或“×1k”处，把黑表棒接在基极上，将红表棒先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都较小，再将红表棒接在基极上，将黑表棒先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很大，则说明三极管是好的。

②测PNP三极管：将万用表欧姆档置“×100”或“×1k”处，把红表棒接在基极上，将黑表棒先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都较小，再将黑表棒接在基极上，将红表棒先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很大，则说明三极管是好的。

五、焊接技术

1、锡焊的基本原理及焊点形成的条件，电烙铁、助焊剂的作用

(1)锡焊的基本原理：锡具有良好的亲和性，很多金属都能溶解在锡基焊料中，并能与锡结合成金属化合物，金、银、铜、镍都能溶于焊料中,随着温度的升高溶解度增大，而这些金属又都是电子元器件常用的结构材料。此外，锡还具有性能稳定、存储量大等诸多优点。这些决定了它是最佳的焊接材料，并一直沿用至今。固态焊锡借助于助焊剂的作用，经过加热融化成液态，进入被焊金属的缝隙，在焊接物的表面，形成金属合金使两种金属体牢固地连接在一起，不过焊接并不是通过熔化的焊料将元器件的引脚与焊盘进行简单的粘合，而是焊料中的锡与铜发生了化学反应，形成的金属合金就是焊锡中锡铅的原子进入被焊金属的晶格中生成的一种新的物质，因锡铅两种金属原子的壳层相互扩散，依靠原子间的内聚力使两种金属永久地牢固结合在一起。

(2)焊点形成的条件：

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14 ①被焊件必须具备可焊性；

②被焊金属表面应保持清洁；

③使用合适的助焊剂；

④具有适当的焊接温度；

⑤具有合适的焊接时间。

(3)电烙铁的作用：通过发热使锡融化、将焊件加热到能够融化焊锡的温度。

(4)助焊剂的作用：①辅助热传导；②去除氧化物；③降低被焊接材质表面张力；④去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积；⑤具有保护、防止再氧化等作用。

2．电烙铁的使用

(1)电烙铁的简介

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件及导线，常用电烙铁可分为以下两种：内热式电烙铁和外热式电烙铁。

(2)电烙铁的使用方法

①电烙铁的拿法分为三种，如图所示。

反握法动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作、焊接散热量大的被焊件。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在操作台上焊印刷版等小功率焊件时多采用握笔法。使用电烙铁要配置烙铁架，一般

放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放置

在烙铁架上，并注意电源线不能碰烙铁头，以免被

烙铁烫坏绝缘后发生短路

②焊锡丝的拿法分为两种，如图所示。

③电烙铁焊接的步骤

a．准备施焊，左手拿焊丝，右手握电烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层锡。

b．加热焊件，烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物，图中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。

c．送入焊丝，焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上。

d．移开焊丝，当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。

e．移开烙铁，焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°移开烙铁。

焊接五步曲：

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第一章电子控制系统概述

一、电子控制技术

电子控制技术是一门运用电子电路实现控制功能的技术。以电子技术为核心的控制系统，叫做电子控制系统。在这个系统中有电阻、电感、电容等元件和二极管、三极管、集成电路等电子器件，它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，以实现控制的目的。

二、电子控制系统的基本组成：电子控制系统一般可分为输入、控制（处理）和输出三个基本的组成部分。

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输入部分：通常由各种传感器组成（相当于人的感官）。传感器可以把采集的非电量变化转变为电量（电压或电流）的变化。 输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。

控制（处理）部分：一般由具有各种控制功能的电子电路（或微处理器）组成（相当于人的大脑）。它能对送入的电信号进行比较、分析和处理，并发出指令。

输出部分：由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成（相当于的人手和足）。它的作用是执行控制的指令，进行某种操作，实现某种功能。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。

三、开环电子控制系统

倘若电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，即没有反馈，这种电子控制系统叫做开环电子控制系统。

四、闭环电子控制系统

它能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产 生影响。

反 馈

第二章电子控制系统信息的获取与转换

一、传感器的含义及作用

1.传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置。

一般传感器由敏感元件和输出部分组成。

2.常见传感器的结构图和电路符号。

把光信息

光敏电阻阻值越小。如：光控路灯、

计数器、厚度检测。

正温度系数（

值越大；负温度系数（

越高，阻值越小。如：空调、冰箱。

湿敏电阻接收外界湿度信息号。湿度大阻值小。

干簧管

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电信号。有声音阻值小。如：话筒。

电容式传感器接收位置变化信息号。如：倒车雷达。

二、光敏传感器、热敏传感器的检测

1.传感器检测的目的是确定传感器质量的好坏。当精度要求不高时，对于电阻性传感器的检测，一般采用多用电表测量，对于非电阻性传感器，一般通过一个合适的电路来检测其电流或电压的变化。当测量要求很高时,要采用专门的检测方法。

例如：力敏(称重)传感器好坏的检测方法就是检测传感器的输入端和输出端的电阻值,与规定合格的阻值范围对比，若不在范围内，表明传感器存在问题。

2.光敏传感器的检测

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光敏电阻是一种电阻性传感器。一般采用多用电表进行检测，测量其在不同光照下光敏电阻两端的电阻值或电压值，并比较所测电阻或电压的变化,得出外界光线不断增强时，光敏电阻的阻值随之变小(测量不同光照下光敏电阻两端的电阻值和电压值示意图如下)。

3.热敏传感器的检测

利用多用电表,测量热敏电阻在不同温度下的电阻值,分析热敏电阻电阻值和电压值随温度变化的规律(下图为检测热敏电阻传感器的电路图)。

①常温检测(室温接近25℃)：检测时，用多用表R×1挡，表笔接触元件两引脚(注意手不要接触元件和引脚)，测出实际阻值，并与标称阻值对比，相差±2Ω内即为正常。

②加温检测：按图连接电路。用温度计分别测量热敏电阻R1在冷水和两次加热水时的温度值，用多用电表分别测量热敏电阻在上述三种不同温度下的电阻值和相应的电压值。测电阻时把开关断开，测电压时，热敏电阻两端的裸露引线尽量离开水面。其电阻若随温度的升高而增大，说明电阻正常，该热敏电阻为正温度系数热敏电阻；若电阻随温度的升高而降低，说明电阻正常，该热敏电阻为负温度系数热敏电阻；若无变化，说明不能正常使用。

第三章电子控制系统的信号处理

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