第一篇：小家电原理使用与维修教案
第一节 常用电热材料
一、电热基础知识
电热器具是利用电能转化成热能的原理而制成各种器具的统称。在家用电器中，电热器具占有25％～35％的比例，如生活中常用的电熨斗、电饭锅、电烤箱、电热毯、远红外线辐射取暖器、电磁灶、微波炉等电热器具。
近几年，随着电子技术的发展及微电脑的广泛应用，电热器具进入了一个新的发展阶段，性能也越来越完善。利用电热比利用其它热源有下述优点：
⑴热效率高，约为50％～95％（煤的热效率为12％～20％，液体燃料为20％～40％，气体燃料为50％～60％）。⑵控温方便，精确度高，容易实现自动控制。⑶清洁卫生，无烟灰，不产生有害气体，不污染环境。
⑷使用方便，与其它热源相比，无明火，且有安全保护装置，更加安全可靠。一旦发生故障，因其结构简单，也易于维修。⑸热惯性小。㈠ 电热器具的类型：
家用电热器具按其用途大体可分为：厨房器具（如电饭锅、微波炉、电热消毒柜、电热水壶等）、取暖用具（电热褥、电取暖器、电热饼等）、1 整容美发用具（电吹风、电熨斗等）、其它器具（如烘干机、除湿器等）按加热方式的不同，电热器具大体可分为电阻式加热器、远红外式电热器具、电磁感应式加热器具及微波式电热器具。
1、电阻式电热器具
电阻加热是电热器具的主要加热形式。它是利用电流的热效应进行加热的。对被加热的物体来说，可分为直接加热和间接加热两种。
2、远红外式电热器具
远红外式电热器具是在电阻式加热器具的表面涂有远红外辐射涂料，通电加热时辐射出红外线来，从而达到加热的目的。这类电热器具的特点是热效率高。
常见的远红外式电热器具有红外辐射取暖器、消毒碗柜等，加热器是由特制的、能辐射远红外线的热管制成的。该热管的材料一般为搪瓷材料，经表面处理使其黑化，或在外表面上涂有远红外线涂料。当电流通过这样的电热管时，以波长3～1000μm辐射远红外线，被烤箱内食品所吸收，继而食品内部分子发生振动，产生热能，达到加热的目的。这种烤箱的热效率比电阻丝电烤箱高20％～30％。
3、电磁感应加热器具
电磁感应加热器具是利用电磁感应来加热的。铁磁材料放在交变磁场中，就能产生涡流，涡流在导体内部会克服内阻作回旋流动产生热量。利 2 用这种方式加热的典型产品是电磁灶。
在电磁灶中，因工频电磁灶（50～60Hz）易产生振动和噪音，所有家用电磁灶一般都采用1500Hz以上的高频电磁灶。
4、微波式电热器具
微波是波长1mm～1m的电磁波，频率相应为300MHz～300000 MHz。食物是吸收微波的一种介质，在微波辐射之下，食物中水分子随微波频率的变化，在1s内作二十几亿次（2.450GHz）的摆动，食物中水分子之间的摩擦十分剧烈，从而产生足够的热量。微波炉就是微波加热的典型器具。
第二节 电阻式电热元件
① 开启式螺旋形电热元件
这类元件是电热丝绕制成螺旋状后嵌在绝缘或绝热材料制成的盘面凹槽里或专用支架上，电热丝直接裸露在空气中，发出的热量主要以辐射和对流的方式传给欲加热物件。
这种发热元件具有加热迅速、结构简单、价格便宜、维修方便等优点。缺点是：因其电阻丝裸露，电热丝本身带电，安全性差，稍有不慎而触及时，往往造成电击事故。它的工作温度约为800～850℃，碰到易燃物体易燃烧；电阻丝裸露在空气中易氧化，使用寿命短。②罩盖式电热元件图
该类元件是将电热丝放置在罩盖中，常见的形式如图02-07所示的两种，其中（a）多用于电灶中，而（b）则多用于普通型电熨斗。常见的罩盖式电热元件 ③封闭式管状电热元件
这类元件是将电热丝置于绝缘导热材料的封闭系统内，下图是常见的外形不同的几种密闭式管状电热元件（简称电热管）。④特殊电阻式电热元件
第三节 远红外辐射器
远红外电热元件
远红外电热元件有管状远红外元件、板状远红外元件、红外线灯等。管状远红外电热元件又分为金属管状远红外元件和石英管状远红外元件两种。图02-09（a）是石英管状远红外元件结构示意图。红外线灯的结构见图02-09（b）。
图02-09 远红外电热元件结构图 PTC电热元件
PTC(Positive Temperature Coefficient)元件是一种具有正温度系数的热敏电阻。PTC电热元件的优越特性使其在电热水器、电吹风机、电暖器等电热器具中广泛应用。PTC电热元件的电阻率与温度的特性曲线如图02-010所示。从图中可以看出，当温度在TM以下时，呈现普通半导体特性，也就是当半导体陶瓷温度升高时电阻下降，为负温度系数；当温度升到TC(居里点)与TN之间这一段范围内时，其电阻随着温度升高而急剧上升几个数量级(103～105倍)，呈现出强烈的正温度系数特性。这种阻值异常变化的现象称为PTC特性。
图02-10 PTC电热元件的电阻率与温度的特性曲线
通过对PTC元件的电阻率与温度特性分析可以看出，其受电源电压波动的影响很小。使用不同电源电压时，只要电压能为PTC元件提供足够的发热 5 量，使元件达到居里点的温度，就不会对元件的工作温度产生影响。而且这种特殊半导体元件是采用陶瓷工艺制成的，电热元件不氧化，使用寿命长；利用陶瓷技术可制成不同形状及各种外形尺寸，结构灵活；发热量可随环境温度自动调节。当PTC元件结构等确定以后，散热系数和最高工作温度便确定了。如周围温度升高，发热量会减小；反之发热量会相应增大。PTC电热元件具有很多优点，因此得到了迅速发展，并正在取代传统的电热元件。
在实际应用中，对不同功能的PTC元件的居里温度点有不同的要求。在元件的制作过程中，可通过制作工艺和添加不同材料来改变其居里温度点。例如：在钛酸钡中掺入锶(Sr）、锡(Sn)，可使居里点朝低温侧移动；掺入铅(Pb)则使居里点朝高温侧移动。目前，实际产品一般在－30～265℃范围内调节。
第四节 电力电子器件
电力晶体管
GTR是一种电流控制的双极双结大功率、高反压电力电子器件，具有自关断能力,产生于本世纪70年代，其额定值已达1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。它既具备晶体管饱和压降低、开关时间短和安全工作区宽等固有特性，又增大了功率容量，因此，由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。GTR的缺点是驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易受二次击穿而损坏。在开关电源和UPS内，GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT所代替。它的符号如图1,和普通的NPN晶体管一样。电力晶体管的结构
电力晶体管(Giant Transistor)简称GTR又称BJT（Bipolar Junction Transistor），GTR和BJT这两个名称是等效的，结构和工作原理都和小功率晶体管非常相似。GTR由三层半导体、两个PN结组成。和小功率三极管一样，有PNP和NPN两种类型，GTR通常多用NPN结构。[1] 电力晶体管工作原理
在电力电子技术中，GTR主要工作在开关状态。GTR通常工作在正偏(Ib>0)时大电流导通；反偏(Ib<0=时处于截止状态。因此，给GTR的基极施加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关状态。
电力晶体管特点
l 输出电压
可以采用脉宽调制方式，故输出电压为幅值等于直流电压的强脉冲序列。2 载波频率
由于电力晶体管的开通和关断时间较长，故允许的载波频率较低，大部分变频器的上限载波频率约为1.2～1.5kHz左右。电流波形
因为载波频率较低，故电流的高次谐波成分较大。这些高次谐波电流将在硅钢片中形成涡流，并使硅钢片相互间因产生电磁力而振动，并产生噪音。又因为载波频率处于人耳对声音较为敏感的区域，故电动机的电磁噪音较强。输出转矩
因为电流中高次谐波的成分较大，故在50Hz时，电动机轴上的输出转矩与工频运行时相比，略有减小。电力晶体管的基本特性
(1)静态特性
共发射极接法时可分为三个工作区：
① 截止区。在截止区内，iB≤0，uBE≤0，uBC<0，集电极只有漏电流流过。
② 放大区。iB >0，uBE>0，uBC<0，iC =βiB。
③ 饱和区。iB >Ics/β，uBE>0，uBC>0，iCS是集电极饱和电流，其值由外电路决定。
结论：两个PN结都为正向偏置是饱和的特征。饱和时，集电极、发射极间的管压降uCE很小，相当于开关接通，这时尽管电流很大，但损耗并不大。GTR刚进入饱和时为临界饱和，如iB继续增加，则为过饱和，用作开关时，应工作在深度饱和状态，这有利于降低uCE和减小导通时的损耗。
(2)动态特性
GTR在关断时漏电流很小，导通时饱和压降很小。因此，GTR在导通和关断状态下损耗都很小，但在关断和导通的转换过程中，电流和电压都较大，所以开关过程中损耗也较大。当开关频率较高时，开关损耗是总损耗的主要部分。因此，缩短开通和关断时间对降低损耗、提高效率和提高运行可靠性很有意义。
电力晶体管的主要参数
(1)最高工作电压
9(2)集电极最大允许电流ICM(3)集电极最大允许耗散功率PCM(4)最高工作结温TJM 二次击穿和安全工作区(1)二次击穿
二次击穿是影响GTR安全可靠工作的一个重要因素。当GTR的集电极电压升高至击穿电压时，集电极电流迅速增大，这种首先出现的击穿是雪崩击穿，被称为一次击穿。出现一次击穿后，只要Ic不超过与最大运行耗散功率相对应的限度，GTR一般不会损坏，工作特性也不会有什么变化。但是实际应用中常常发现一次击穿发生时如不有效地限制电流，Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升，同时伴随着电压的突然下降，这种现象称为二次击穿。防止二次击穿的办法是：①应使实际使用的工作电压比反向击穿电压低得多。②必须有电压电流缓冲保护措施。[1](2)安全工作区
以直流极限参数ICM、PCM、UCEM构成的工作区为一次击穿工作区，以USB(二次击穿电压)与ISB(二次击穿电流)组成的PSB(二次击穿功率)是一个不等功率曲线。为了防止二次击穿，要选用足够大功率的GTR，实际使用的最高电压通常比GTR的极限电压低很多。
第四节 电力电子器件
晶闸管
晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极； 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中
晶闸管导通条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
晶闸管（Thyristor）是一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作，并且它的其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中，是典型的小电流控制大电流的设备。1957年，美国通用电器公司开发出世界上第一个晶闸管产品，并于1958年使其商业化。[1] 结构
它是由一个P-N-P-N四层(4 layers)半导体构成的，中间形成了三个 11 PN结。
按关断、导通及控制
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、逆导晶闸管（RCT）、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管（TT国外，TTS国内）和光控晶闸管（LTT）等多种。
按引脚和极性
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。按封装形式
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
按电流容量分类
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常，大功率晶闸管多采用陶瓷封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或金属封装。
按关断速度
晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和快速晶闸管，快速晶闸管包括所有专为快速应用而设计的晶闸管，有常规的快速晶闸管和工作在更高频率的高频晶闸管，可分别应用于400HZ和10KHZ以上的斩波或逆变电路中。（备 12 注：高频不能等同于快速晶闸管）
第四节 电力电子器件
晶闸管工作原理
晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。
半控型晶闸管的工作条件：
1.晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。
2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。
3.晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。
4.晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
全控型晶闸管的工作条件：
1.晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。
2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压（或电流）的情 14 况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态。
3.一旦晶闸管开始导通，它就被钳住在导通状态，而此时门极电流可以取消。晶闸管不能被门极关断，像一个二极管一样导通，直到电流降至零和有反向偏置电压作用在晶闸管上时，它才会截止。当晶闸管再次进入正向阻断状态后，允许门极在某个可控的时刻将晶闸管再次触发导通。[2] 4工作过程
晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结图1，可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图2 当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。
设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2；发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，设流过J2结的反相漏电电流为Ic0, 晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和： Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0 15 若门极电流为Ig，则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig 从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Iga2）/（1-（a1+a2））（1—1）式
硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图3所示。
当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式（1—1）中，Ig=0,(a1+a2）很小，故晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0 晶闸管处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig，由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2，产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1，产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3，当a1和a2随发射极电流增加而（a1+a2）≈1时，式（1—1）中的分母1-（a1+a2）≈0，因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。
式（1—1）中，在晶闸管导通后，1-（a1+a2）≈0，即使此时门极电流Ig=0，晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后，门极已失去作用。
在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于a1和a1迅速下降，当1-（a1+a2）16 ≈0时，晶闸管恢复阻断状态。
可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。
第五节 继电器与时间控制器
继电器
继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
因为继电器是由线圈和触点组两部分组成的，所以继电器在电路图中的图形符号也包括两部分：
一个长方框表示线圈；一组触点符号表示触点组合。当触点不多电路比较简单时，往往把触点组直接画在线圈框的一侧，这种画法叫集中表示法。
电符号和触点形式：
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：
1、动合型（常开）（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2、动断型（常闭）（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3、转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
2主要作用
继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。
继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。
作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：
1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。
2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。
3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。
4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。
3主要分类
1．按继电器的工作原理或结构特征分类
1）电磁继电器：利用输入电路内电路在电磁铁铁芯 与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。
2）固体继电器：指电子元件履行其功能而无机械运动构件的，输入和输出隔离的一种继电器。
3）温度继电器：当外界温度达到给定值时而动作的继电器。
4）舌簧继电器：利用密封在管内，具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧动作来开，闭或转换线路的继电器
5）时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定时间才闭合或断开其被控线路继电器。
6）高频继电器：用于切换高频，射频线路而具有最小损耗的继电器。7）极化继电器：有极化磁场与控制电流通过控制线圈所产生的磁场综合作用而动作的继电器。继电器的动作方向取决于控制线圈中流过的的电流方向。
8）其他类型的继电器：如光继电器，声继电器，热继电器，仪表式继电器，霍尔效应继电器，差动继电器等。
第五节 继电器与时间控制器
时间控制器
时间控制器是一种能够根据设定的时间来控制电路的接通或者断开，也就是控制电器的开关装置。不少时间控制器还具有可编程和循环功能，常用来控制路灯，广告牌等外设电器或家用电器
时间控制器的特点
1.开、关时间任意可调，控制误差<1s 2.已调好的开、关时间不受停电影响，自动记忆
3.每天可做十次开、关动作，开、关时间一周内可任意编程 4.可自动，也可手动控制，体积小巧，安装方便，设有自动保护装置 5.内消耗功率低[1] 时间控制器的应用
时间控制器可根据用户设定的时间，自动打开和关闭各种用电设备的电源，广泛应用于路灯、霓虹灯、灯箱招牌、空调机、开水器、宿舍供电、生产设备及广播电视设备等的定时自动控制。
第六节 家电常用传感器
温度传感器
温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
接触式
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定 23 性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。
非接触式
它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。
辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测 24 温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。
至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。
非接触测温优点：测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展，辐射测温 逐渐由可见光向红外线扩展，700℃以下直至常温都已采用，且分辨率很高。
第六节 家电常用传感器
温度传感器工作原理
金属膨胀原理设计的传感器
金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸，因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。
双金属片式传感器
双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成，随着温度变化，材料A比另外一种金属膨胀程度要高，引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。
双金属杆和金属管传感器
随着温度升高，金属管（材料A）长度增加，而不膨胀钢杆（金属B）的长度并不增加，这样由于位置的改变，金属管的线性膨胀就可以进行传递。反过来，这种线性膨胀可以转换成一个输出信号。
液体和气体的变形曲线设计的传感器
在温度变化时，液体和气体同样会相应产生体积的变化。
多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化，这样产生位置的变化输出（电位计、感应偏差、挡流板等等）。
电阻传感器
金属随着温度变化，其电阻值也发生变化。
对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，而电阻值又可以直接作为输出信号。
电阻共有两种变化类型 正温度系数
温度升高 = 阻值增加 温度降低 = 阻值减少 负温度系数
温度升高 = 阻值减少 温度降低 = 阻值增加 热电偶传感器
热电偶由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
第六节 家电常用传感器
气体传感器
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分
特性
气体传感器是化学传感器的一大门类。从工作原理、特性分析到测量技术，从所用材料到制造工艺，从检测对象到应用领域，都可以构成独立的分类标准，衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系，尤其在分类标准的问题上目前还没有统一，要对其进行严格的系统分类难度颇大。接下来了解一下气体传感器的主要特性：
1、稳定性
稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。
2、灵敏度
灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最低爆炸限（LEL-lowerexplosivelimit）的百分比的检测要有足够的灵敏性。
3、选择性
选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。
4、抗腐蚀性
抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。
气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到最优。
第六节 家电常用传感器
光传感器
现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。
磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光，是本世纪60年代初迅速发展起来的又一新技术，它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低，故很多重要的应用受到限制，而激光的出现，使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。利用激光已经制成了许多传感器，解决了许多以前不能解决的技术难题，使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。
比如说用激光制成的光导纤维传感器，能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点，不必电源供电，这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用，也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。
磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度，这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来 31 测量外加的磁场。在特定的试验装置下，偏转的角度和输出的光强成正比，通过输出光照射激光二极管LD，就可以获得数字化的光强，用来测量特定的物理量。
环境光传感器
环境光传感器可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，降低产品的功耗。例如，在手机、笔记本等移动应用中，显示器消耗的电量高达电池总电量的30%，采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间。另一方面，环境光传感器有助于显示器提供柔和的画面。当环境亮度较高时，使用环境光传感器的液晶显示器会自动调成高亮度。当外界环境较暗时，显示器就会调成低亮度，实现自动调节亮度。环境光传感器需要在芯片上贴一个红外截止膜，甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。
红外光传感器
该红外光传感器使用充电的热电堆与溴碘化铊（KRS-5）窗口来感应580到40000nm的波长。该传感器使得学生可以自己测量一系列现象，包括自己手掌的红外辐射。
太阳光传感器
1.太阳传感器。它可识别水平，垂直各360度。太阳所在的位置，识别，阴天，多云天，半阴天，晴天及晚上白天。跟踪方位识别。
2.识别电路处理和侍服驱动。采用数字芯片完成以上各信息的处理。可侍服各种普通电机，步进电机。整机功耗电流3mA，芯片工作电压5V。
国际先进的太阳跟踪设备，采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定。
电路原理、设备技术复杂。智能太阳跟踪仪采用识别理论技术，电路简单元件少，没有经纬度和数据信息的理论。一年四季太阳运行的路线不用考虑。太阳从哪个方向升起，到哪个方向落下，它都会准确无误的识别太阳升起和落下的位置。如果把他安放在行走的车或船上，不论向何方行驶，跟踪仪都能正对太阳。
紫外光传感器
该紫外光传感器使用一个过滤片测量紫外光波段（315nm-400nm）。除去滤光片，传感器可同时感应可见光。传感器包括紫外光滤光片，一个瞄准仪，和传感器手柄。
第六节 家电常用传感器
简单原理
自60年代末开始，RC Lecraw提出有关磁光效应的研究报告后，引起大家的重视。日本，苏联等国家均开展了研究，国内也有学者进行探索。磁光效应的传感器具有优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性，因此对一些特殊场合电磁参数的测量，有独特的功效，尤其在电力系统中高压大电流的测量方面、更显示它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件，也可以实现电焊机和机器人控制系统的自动实时测量。在磁光效应传感器的使用中，最重要的是选择磁光介质和激光器，不同的器件在灵敏度、工作范围方面都有不同的能力。随着近几十年来的高性能激光器和新型的磁光介质的出现，磁光效应传感器的性能越来越强，应用也越来越广泛。
磁光效应传感器做为一种特定用途的传感器，能够在特定的环境中发挥自己的功能，也是一种非常重要的工业传感器。在电子防盗探测器领域，被动红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的提高，从而对探头的要求也越来越高，普通被动红外探头的局限性也越来越明显，这样，新一代的被动红外探头也应运而生。因为加拿大的PARADOX SUCURITY SYSTEMS LTD的枫叶牌探头采用了很多最新技术，使用也较为广泛。所以，下面就结合该 34 产品的技术特性来阐述被动红外探头的最新技术。
1、反射式光传感器的工作原理及特性
反射式光传感器是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10UM左右的红外辐射必须敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
5)多视场的获得，一是多法线小镜面组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜——菲尼尔透镜聚焦在红外传感器上。
6)这要指出的是被动红外的几束光表示有几个视场，并非被动红外发红外光，视场越多，控制越严密。
被动红外探头的优缺点：
优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。光传感器 价格低廉。
缺点：
◆容易受各种热源、光源干扰
◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。◆易受射频辐射的干扰。
第六节 家电常用传感器
超声波传感器
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是指频率高于20kHz的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。组成部分
超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声 37 波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。性能指标
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压
电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标包括：
工作频率
工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
工作温度
由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用 功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。
灵敏度
主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
指向性
超声波传感器探测的范围
第一节 电子节能灯
构成特性
电子节能灯是当今世界上最新的光源，主要由灯头、电路板、毛管组成。
1、因为节能灯是一个比较先进的节约能源的概念，相同功率亮度为普通灯的5倍。
2、其价格是普通灯的好N倍
3、但是其使用寿命是普通灯的N倍 制造原理
三基色节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发
射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞，氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出253.7nm 的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，达到每瓦50流明以上。
节能灯色温有2700-6500K。一般来说，在同一瓦数之下，一盏节能灯比白炽灯节能80%，平均寿命延长8倍，热辐射仅20%。非严格的情况下，一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯，7瓦的节能灯光照约等于40瓦的，9瓦的约等于60瓦的。
分析：白炽灯的发光极限是20多流明每瓦，就算30流明吧。大家都知道白炽灯80%的电能是转化为热量的那么（30流明*(1-80%)）=6流明/瓦
节能灯最低发光是50流明每瓦（50流明³(1-80%)÷1/5）=50流明/瓦 LED灯的发光极限是600流明，而目前国内大部分厂家都能生产出来50-60流明/瓦的LED灯。
节能灯一般寿命为5000小时左右，而半导体LED照明灯正常情况下的寿命是5万～8万小时，但LED灯的耗电量只有普通白炽灯、霓虹灯的1/10.因此，如果我国的照明全部采用LED灯，则一年节约的电费相当于建造了6座三峡电站。有关部门应该采取强制措施推广节能产品、加强绿色消费和节约能源的科学宣传力度，并采取政府平抑手段，从资金、税收、产品开发等各个方面，扶持节能产品的开发和使用，把节能产品价格降下来，促使其走近寻常人家。光源组成
LED光源，有红、黄、绿、蓝、白、双色、七彩颜色渐变、跳变等多种色彩组合选择。
如何普及LED节能灯？首先是采取强制措施推广节能产品，淘汰那些生产工艺落后、能源浪费严重的传统产品；其次是采取政府平抑手段，从资金、税收、产品开发等各个方面，对节能产品的开发和使用实行补贴和补助等扶持措施，把节能产品价格降下来，促使其走近寻常人家；其三是加强绿色消费和节约能源的科学宣传力度，引导人们科学算账，自觉践行绿色消费、节约能源的节约型社会建设主张；其四是规范节能市场管理，严厉打击假冒伪劣产品以次充好败坏节能产品名誉。
第二节 应急灯
应急灯：应急照明用的灯具的总称。消防应急照明系统主要包括事故应急照明、应急出口标志及指示灯，是在发生火灾时正常照明电源切断后，引导被困人员疏散或展开灭火救援行动而设置的。但在日常的检查中发现，单位在消防应急灯具的选型、安装和使用过程中存在着许多问题。应此，合理选择应急照明系统供电控制方式、接线方式，做好日常维护工作，直接影响到消防应急照明系统作用的发挥。
应急灯的种类：手提应急灯，消防应急灯，节能应急灯，供应应急灯，水下应急灯，可充电应急灯，太阳能应急灯，多功能应急灯。直流风扇DC-001应急灯，HX-628B充电式应急灯，HX-618C型应急灯，HX-628D型充电式应急灯。
控制方式
国内使用的应急照明系统以自带电源独立控制型为主，正常电源接自普通照明供电回路中，平时对应急灯蓄电池充电，当正常电源切断时，备用电源（蓄电池）自动供电。这种形式的应急灯每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变、蓄电池等大量的电子元器件，应急灯在使用、检修、故障时电池均需充放电。另一种是集中电源集中控制型，应急灯具内无独立电源，正 42 常照明电源故障时，由集中供电系统供电。在这种形式的应急照明系统中，所有灯具内部复杂的电子电路被省掉了，应急照明灯具与普通的灯具无异，集中供电系统设置在专用的房间内。
与自带电源独立控制型应急灯具相比，集中电源集中控制型应急灯具有便于集中管理、用户自查、消防监督检查、延长灯具寿命、提高应急疏散效能等优点，系统可靠性好、使用寿命长、维护与管理方便、系统价格低。但是集中电源集中控制型应急灯具由于每个应急灯具内没有备用电源（蓄电池），若供电线路发生故障，则会直接影响到应急照明系统的正常运行，所以对其供电线路敷设有特殊的防火要求。而自带电源独立控制型应急灯具因为在每个应急灯具内都带有备用电源（蓄电池），所以对供电线路没有特殊的要求，供电线路故障并不会影响到备用电源发生作用。应急灯发生故障时一般也只影响该灯具本身，对整个系统影响不大。
在选择应急照明灯时，应根据具体情况合理选择应急照明系统。一般来说，新建工程或设有消防控制室的工程，应尽量在建设过程中统一布线，选用集中电源集中控制型应急照明；对于小型场所、后期整改或二次装潢改造的工程应选用自带电源独立控制型应急照明。
接线 常用接线方式
在日常监督检查中发现，由于接线方式错误导致应急照明灯具不能正常 43 使用的情况很普遍。各应急灯具宜设置专用线路，中途不设置开关。二线制和三线制型应急灯具可统一在专用电源上。各专用电源的设置应和相应的防火规范结合。应急电源与灯具分开旋转的，其电气连接应采用耐高温电线，以满足防火要求。
二线制
该接法是专用应急灯具常用接法，适用在应急灯平时不作照明使用或24小时持续照明用（CED标志灯就属于此种类），待断电后，应急灯自动点亮。
三线制
连接法为应急灯常用的接法，可对应急灯具平时照明状态的开或关进行控制，当电网断电时不论开关处于何种状态，应急灯立即点亮应急。K为平时照明开关。
1.对各种接线方式的特点要准确掌握，以免盲目接线，起不了应有作用； 2.应急照明如果做为平时照明的一部分，应采用三线式可控接法。3.对于多层公共建筑，如果没有设置消控中心，各个部位的应急照明灯具可以采用加就地开关控制(单灯单控或多灯控制)或配电箱内集中控制的三线式接法。
4.有消防控制中心的工程，为了满足当火灾发生时，消控中心能开通火灾层和相关层消防应急照明的要求。
第三节 声光控制灯
声光控制指通过利用声音以及光线的变化来控制电路实现特定功能的一种电子学控制方法。声光控制延时节电灯电路包括声控，光控传感元件，放大器和由555构成的单稳态时电路及降压整流电路。
它是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。广泛用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关，并延长灯泡使用寿命。
白天或光线较强时，电路为断开状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，并且触发自动延时电路，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，免去了在黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上下楼道带来不便。
概念
声光控制指通过利用声音以及光线的变化来控制电路实现特定功能的一种电子学控制方法。声光控制延时节电灯电路包括声控,光控传感元件,放大器和由555构成的单稳态时电路及降压整流电路。
声光控制延时开关概念
它是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。广泛用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关，并延长灯泡使用寿命。
发展前景
随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品，但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。
根据有关调查报告：声光控延时开关在出租应用最为广泛,尤其在中小城市.在21世界节能的时代,声光控延时开关能得到广泛的应用,证明其节能效应.方法、结构、原理
控制方法
白天或光线较强时，电路为断开状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，并且触发自动延时电路，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，免去了在黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上下楼道带来不便。
主要结构及工作原理
声光控制延时开关主要由声控开关、光控开关、延时电路几部分组成。声控是通过柱极体话筒采集声音，并产生脉冲信号。光控电路则是由光敏电阻控制，光敏电阻在有光和无光状态下电阻阻值差距很大，能产生高低电平及通过逻辑器件控制电路。延时电路则是由电阻和电容组成的充放电电路组成，通过电容的充放电来实现的。最常用的延时电路是555，靠外接电容和电阻来控制时间，计算容易，缺点是延时时间不能很精确。
第四节 调光灯具
工作原理
由电阻R2、电位器RP1、电容C组成阻容移相电路，调节RP1，即可改变双向晶闸管V的导通角，从而改变灯泡EL的亮度。电阻R1为限流电阻。C的充电速度还与并联回路有关。在R1、RP2固定的情况下，分流的大小由光敏电阻RL的阻值来决定。当电网电压上升时，灯光亮度增加，RL阻值变小，分流增大，电容C两端电压上升变慢，晶闸管V导通角减小，输出电压减小，灯光亮度下降；反之，当电网电压下降时，RL阻值增大，分流减小，晶闸管导通角增大，输出电压增加，灯光亮度增加。这样一来，灯光亮度就自动地稳定在设定值（由RP】决定）。
②元件选择双向晶闸管、双向触发二极管、电位器和电容的选择；光敏电阻RL可选用MG41、MG42、MG43、MG45等型硫化镉光敏电阻。
③调试最好用一台0～250V单相自耦调压器调节。光敏电阻安装在台灯座的适当位置，使灯光能照到它。输入220V电压，调节电位器RP1，使其阻值为零（电位器RPz调到适当位置），使电灯EL最亮。接着将RP1调到最大值，电灯应发出微光。
将RP1调到某一位置，电灯发出一定亮度的光。然后将调压器调到 48 240V．这时灯泡亮度应不变，否则，应调节RP2及光敏电阻RL的光线进入量；再将调压器调到200V，这时电灯的亮度也应不变，否则应适当调节RP2及RL的光线进入量。如此反复调整几次即可。电灯发光亮度最好用照度仪测试。
电路如图3-79所示。它是利用光反馈来稳定照度的。
第一节 常用电动机的结构与原理
电动基础知识
在家用电器中，电动器具约占60％左右。这些电动器具都是将电能转换为机械能而做功的，如洗衣机、电风扇、搅拌器、真空吸尘器、地板打蜡机等。
电动类器具为适应不同的使用要求，往往采用各种调速装置以控制电动机的转速。因此，电动机及其调速装置，是家用电动器具的核心部件。功率：家用电动器具所使用的电动机，一般不需很大功率，90％以上是微型电机，其输出功率一般都在750W以下，而更多的是在20～600W之间。这些电动机体积较小，机壳外径大都在 160mm以下。
家用电动器具所使用的电动机种类很多。
如洗衣机、电风扇上常用有单相交流电容式电动机、罩极式电动机；吸尘器则常用通用电动机(交直流两用电动机)或永磁式直流电动机等 按照国家标准和我国现行的标准，小功率电动机指折算至1500r／min(转／分)时连续额定功率不超过1kw的电动机，曾称为驱动微电机或分马力电动机。
这类电动机在工业生产现代化、办公室自动化和家庭中应用极广，如小 50
第二篇：小家电原理与维修期末考试题
一、填空题。
（每空2分，共20分）1、小家电具有适用性、安全性、、耐用性、外观造型等特性。
2、晶闸管也称“
”，是一种没有触点的“继电器”。
3、微波炉电气电路由、、三部分组成。
4、全自动豆浆机电路分为电源电路和控制电路，控制电路是通过控
制
来控制电动机运转时间和电热管通电时间的。
5、电容具有、特性，而电感具有、特性。
二、选择题。
（每题2分，共20分）1、在万用表中 ~ 符号表示：（）
A、交流
B、直流
C、交直流
D、都不是
2、用万用表测量电压时，应与被测电路：（）
A、串联
B、并联
C、混联
D、直联
3、用万用表测量电流时，应与被测电路：（）
A、串联
B、并联
C、混联
D、直联
4、如果一个二极管正反向均导通且阻值接近于零，则说明此二极管：（）
A、已击穿
B、未击穿
C、正常
D、不确定
5、普通三极管有几个ＰＮ结构成：（）
A、1个
B、2个
C、3个
D、4个
6、家用微波炉的微波工作频率一般为：（）
A、915Mhz
B、1200Mhz
C、2000Mhz
D、2450Mhz7、微波炉中磁控管的作用是：（）
A、放大电流
B、防止微波泄漏
C、产生并发射微波 D 控温装置
8、一般情况下当电饭锅中的软磁铁温度达到多少摄氏度后即失去磁性：（）
A、60
B、85
C、100
D、1039、电饭锅煮饭生熟不均的原因不包括：（）
A 电热元件老化
B 电热盘发热不均
C 电饭锅底沾有污物或者内胆底变形
D 软磁铁毫无磁性
10、微波炉的高压变压器主要是为了给磁控管提供工作电压，其二次绕组有两组，一组是提供灯丝电压，另一组是提供高压，请问灯丝电压和高压分别是多少：（）
A 3.4v，2000v B 4.8v，2000v C 3.4v，3000v D4.8v，3000v
三、判断题。
(每题1分，共10分)1、指针式万用表中，符号“~”或者“DC”表示交流，“—”或者“AC”表示直流。（）
2、当用数字式万用表的Rx100挡测量电阻时，指针指示20，则被测电阻的阻值为：20 x 100=2000欧姆。（）
3、用数字万用表测量电压时，如果不知道被测电压范围，可将功能开关置于最大量程并逐渐下降。（）
4、用数字万用表测量大电容时需要一定的时间来稳定读数。（）
5、电路中常说的整流就是将直流电变成交流电。（）
6、三极管有pnp型和npn型两种，均由两个pn结组成。（）
7、微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波逃出，以免影响人们的健康。（）
8、微波炉空载运行对磁控管并没有什么影响。（）
9、电饭锅煮饭出现饭焦情况时，故障多是弹簧卡死导致磁铁不能分开，或者是软磁铁本身失灵。（）
10、如果电饭锅的外壳带电，有可能是因为插头，插座，开关等部件的绝缘物损坏脱落，或积存的油渍污物太多，绝缘性能降低。（）
四、简答题。
（每题8分，共32分）1、自动恒温式电饭锅在煮稀饭、烧开水的过程中能否实现自动断电、自动恒温？为什么？
2、简述电磁炉工作原理？
3、简述微波炉工作原理？
4、简述怎样用数字式万用表测量判断三极管管型和b、e、c
极的步骤？
五、故障分析题。
（每题9分，共18分）1、有一台自动恒温式电饭锅，出现“指示灯亮，但电饭锅不热”的故障现象，请分析故障原因及检修方法？
2、微波炉通电后，定时、照明、转盘、风扇工作均正常，但不能加热食品，请分析故障原因？
答
案
一、1、可靠性2、可控硅3、低压电路、高压电路、控制电路4、继电器5、通交流、阻直流，通直流、阻交流
二、1—5：ABAAB，6—10：DCDDA。
三、1—5：ХХ√√Х，6 —10：√√Х√√。
四、1、不能实现自动断电、自动恒温。
因为在水烧开或稀饭煮好时锅内仍有水，锅内温度只有100℃，达不到感温磁钢失去磁性的温度103℃。2、电磁炉主要是利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器，当电磁炉正常工作时，由整流电路将50HZ的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20KHZ——40KHZ的高频电压，此时在电磁炉线圈盘上就会产生交变磁场在锅底反复切割变化，使锅底产生环状电流，并利用小电阻大电流的短路热效应产生热量直接使锅底迅速发热，从而加热锅内食品。
3、通过高压变压器、高压电容器、高压二极管组成的倍增整流电流为磁控管提供工作电压，热电子流从磁控管的阴极溢出后，在磁场力和电场力的共同作用下沿螺旋状高速飞向磁控管的阳极，经天线耦合释放，并在谐振腔的作用下振荡形成微波，微波穿透食物时带动水分子作剧烈运动，产生大量热能，从而加热食物。
4、（1）判断b极。假设三极管一引脚为b极，用调到欧姆档的数字万用表一表笔固定接假设的b极，另一表笔分别去接三极管的另外两至引脚，如果都导通，则假设的b极是真正的b极。
（2）NPN或PNP判断。如果固定接b极的是红表笔，则为ＮＰＮ型；如果固定接b极的是黑表笔，则为ＰＮＰ型。
（３）c、e判断。测量b极与另外两极间的导通电阻，如果导通电阻小的一极为c极；如果导通电阻大的一极为e极。
五、1、故障分析：指示灯亮，说明电路中有电流；
电饭锅不热，说明电热盘没有工作，进而判断出估计是电热管烧断。用万用表电阻档测量电热管已烧断，更换即可。2、故障分析：微波炉电气电路由控制电路、低压电路、高压电路组成。定时、照明、转盘、风扇均正常工作，说明控制电路、低压电路正常，问题出在高压电路。高压电路由高压变压器、高压电容、高压二极管、高压熔断器、磁控管组成，逐一检查，更换即可。
第三篇：2010-2011学上学期《小家电原理与维修》工作总结
2010-2011学上学期《小家电原理与维修》
教学工作总结
王国宏
2010即将过去，本人在学校教务处的具体指导下，坚持以市场为导向，以服务为宗旨的办学方针，以提高教学质量和学生综合素质为中心，以巩固和扩大办学规模为重点，圆满完成了学期初确定的各项工作任务。具体总结如下：
一、结合学科实际，开展教学
1、备好课
根据学术要求，认真写好教学计划，备好课，写好教案。备课过程中认真钻研教材，学习《教学大纲》，力求吃透教材，找准重点、难点。为了上好每节课，我上网查阅大量的资料，拓宽知识面，知识点，集中别人的优点，确定自已的教学思路，以便提高学生的兴趣，能更好的完成教学任务
2、认真上好课
课堂教学中运用教学原则，创造性的使用教学方法。结合学科的特点，采用实验教学与媒体教学，提高学生的学习兴趣，教会学生学习的方法，使他们在学科的学习当中不会感觉到吃力，通过教学的深入，挖掘学生的学习潜力，发挥学生学习的能动性，并通过课外活动，应用到实际生活当中。
3、重视实验教学，组建兴趣小组。结合电子技术学科的特点，多安排实验课，结合实验仪器，方便实验课的出，成立电子技术兴趣小组，利用课外时间进行培训与指导，使学生的电子焊接等实用技术有了实质性的提高，掌握了较简单维修技术。并制作一些小的电子仪器，维修学校的损坏的设备，让学生体验到成功教育。
4、做好电子小制作，注意分层教学。在课后，为不同层次的学生进行相应的辅导，以满足不同层次的学生的需求，避免了一刀切的弊端，同时加大了后进生的辅导力度。对后进生的辅导，并不限于学习知识性的辅导，更重要的是学习思想的辅导，要提高后进生的成绩，首先要解决他们心结，让他们意识到学习的重要性和必要性，使之对学习萌发兴趣。要通过各种途径激发他们的求知欲和上进心，让他们意识到学习并不是一项任务，也不是一件痛苦的事情。而是充满乐趣的。从而自觉的把身心投放到学习中去。这样，后进生的转化，就由原来的简单粗暴、强制学习转化到自觉的求知上来。使学习成为他们自我意识力度一部分。在此基础上，再教给他们学习的方法，提高他们的技能。并认真细致地做好查漏补缺工作。后进生通常存在很多知识断层，这些都是后进生转化过程中的拌脚石，在做好后进生的转化工作时，要特别注意给他们补课，把他们以前学习的知识断层补充完整，这样，他们就会学得轻松，进步也快，兴趣和求知欲也会随之增加。
二、加强教学研究、努力提高业务水平
教学的成败取决于教师，教师的业务水平直接影响到课堂的教学质量。本人在教学之余，利用可学习的机会，积极参加教研工作，同时开展自学，掌握现代电子技术的电新发展动态情况，包括电子技术学科在生活，科技、工业等各方面的应用信息，提高学生的学习兴趣，结合校本培训，拓宽业务水平，开拓视野。
（一）教学计划完成情况：
1、理论基础理部分：常见电子原器件的认识及其基本计算、应用，特别以大量的实际操作来巩固；（例：
二、三极管组成的放大电路应用；电源电路部分的变压、整流、滤波（例：全波整流滤波电路）
（1）效果总结：
1、未实施目标教学前学生的情况是基本电子器件不认识，色环电阻不会读、测量，扁电容不会读，及它们之间的计算、换算。没有接触过焊接。
2、实施目标教学后学生情趣很高，特别是艺术节后，效果更好，大部分同学有一定的基础，但分界线很明显，学习的能力、操作的水平都不一样。有一部分同学基本能独立完成一些教复杂的电路
2、实际操作部分：
二、三极管管脚辨别、质量检测；ＰＮ结的原理及物性，场效应管的工作原理；单管放大电路，本学期上述操作部分都实践完成。
（1）效果总结：基本上都能正确焊接，正确使用万用表，焊接水平从零到有一定的基础，但有些还是没达到企业的最低标准，下学期应该继续加强学生的焊接技术，在布线方面还没有达到最低的工艺标准，电子原器件的排版基本符合工艺要求。下学期继续加强学生的焊接技术、制作的规范化、布线标准排版正确。
（二）学生学习情况
1、第一轮实践操作：我的目标是教学生把电子产品做成功，以及掌握基本的电子器件、认识它们、了解有什么功能。
在操作的过程中，学生兴趣很高，大部分同学能完成任务。一些不是很熟悉的学生在小组长的帮助下也能很好的完成。一些复杂的电路约有1/3之多的学生不能在规定的时间内完成。
2、第二轮实践操作：我的目标是学生必须把电子产品做成功，严格要求学生的焊接技术，排版、布线工艺，能很熟练的画出工艺电路图，能大概的了解电路的理论基础。
在操作的过程中，学生基本掌握了焊接工艺标准、工具使用标准、台面清理标准（例：让学生明白了焊锡不足、缺锡冷焊、焊过量、虚焊、浮焊接、坑洞口、尖刺、锡短路的意思及其焊接基本的标准）电路图基本能完全记下
（三）存在问题和改进意见
本学期，教学中存在的不足是，学生的知识结构还不是很完整，知识系统还存在很多真空的部分。这些都有待以后改进。成功和失败都已成为过去。我要做的是在今后的教学中，不断借鉴成功的经验，及时吸取失败的教训，这样才能不断提高我的教学水平和教学效果，从而提高教学质量。总之，电子技术学科是一门不断发展的学科，展望学校的发展和学科的发展，还有许多的知识要学，还有很多的教学工作要做。在今后的教学工作中，本人将更加严格要求自已，努力工作，刻苦钻研，开拓进取，努力提高自已的教学教研水平，争取更大的进步。
第四篇：校园小家电维修活动总结
电气与电子工程学院团总支
——社团部科协校园小家电维修活动总结
我们相关人员都做了大量的前期准备，功夫不负有心人，在有关技术人员、青年志愿者、以及其相关领导的努力和配合下，此次社团服务活动取得了累累硕果，当然也发现了不少问题。
这个活动可以说举办的比较成功，在委员的带领下，我们准时在指定地点集合准备。虽说这是新会员第一次参加校园小家电维修活动，但大家所表现出来的技能得到了同学们的称赞。刚到集合点集合的时候，风很大，天阴阴的。但是会员们仍然在凛冽的寒风中帮助同学们维修小家电。
通过我们的努力，同学们的小家电又重新运转起来，看到他们一个个开心的笑脸，我们也无比兴奋。通过一个下午的努力，我们修好了大部分的小家电，希望经过这次的锻炼，我们会更加熟悉我们的工作流程，会让我们的小家电维修活动举办的更加成功！
然这次活动也有不足之处，比如在维修过程中，我们的技术人员查明问题所在，但因为缺少相应的元件设备而无法维修，不过这也在情理之中，毕竟我们不是专业的队伍设备不是很齐全，但我们希望在日后的活动中，我们会逐步弥补我们的不足，不断提升自己的专业知识和操作水平，更好地为学生群众服务，这也正符合我们电气学院科技服务社会的精神。
也许道路坎坷，但我们相信自己，心若在梦就在。只要我们共同努力，共同奋斗！我相信，我们的科协会越办越好，越办越精彩，越办越成功！
电气与电子工程学院
团总支社团部
科技创新协会
2010年12月16日
写稿人：审稿人：
第五篇：暑期社会实践小家电维修总结
“维多利亚团队”暑期社会实践总结之小家电维修
信息科学与工程学院负责人：王家口
摘要
信息科学与工程学院团委科技部的小家电义务维修进学校及社区是一项服务学生、服务居民、奉献学校、贡献社会的活动。古人云“千里之行始于足下”，拥有了理论的知识，只能屈居马谡之功，未能展自己宏图之贡，唯有结合实践才能真正发挥知识的作用。现在，由于生活水平的提高，各种电器进入了同学及居民的生活中，我们组织学院志愿者开展校内小家电义务维修的活动，为了服务学校、学生、老师、居民、社会和培养大一新生的电子爱好，特别举办此活动，在提高同学的兴趣的同时，为建设文明厦门添砖加瓦。同时志愿服务是华侨大学一项长期课程，目的在于培养大学生的服务精神与志愿意识。通过志愿服务文化的宣传，让更多的人参与志愿服务，热爱志愿服务，有利于提高华大同学志愿服务的激情，有利于我校志愿服务活动更好的开展。
关键词：小家电义务维修、建设文明厦门、志愿服务
活动意义
小家电义务维修是一项理论与实践结合的志愿服务活动，旨在培养出动手能力强及具有服务精神与志愿意识的大学生。作为工科类学生，如果单纯掌握理论知识，而没将其与实践相结合是不行的，因为实践是检验真理的唯一标准。只有通过亲自动手实践，才能更好的掌握知识，才能应用自己所学知识创造更多实用价值，才能更好的服务于社会，做真正的社会主义接班人。其次，志愿服务包含着深刻的互助精神。前联合国秘书长安南指出：志愿精神的核心是服务、团结的理想和共同使这个世界变得更加美好的信念。通过此活动服务于老师、同学和各社区的居民，将有利于营造美好和谐的校园氛围，将有利于社会的和谐发展，符合党和国家和谐发展的战略方针。同时，这次活动是在炎炎六月举行的，活动当天烈日炎炎，但我们的队员却不顾烈日的暴晒，坚持维修家电，为此次活动的顺利开展做出了很大的帮助。由此可以看出，这活动还锻炼我们的意志，教育我们做任何事要坚持不懈，发扬了中华民族优良传统。
活动内容
六月二十七号早上，“维多利亚”团队带上帐篷、桌子和维修工具等必备用具从学校出发，目的地集美中心花园。到达目的地后，我们的队员一刻也没休息，就开始搭帐篷，为自己的大本营而努力。大本营建成后，我们就等“生意”上门。当然，在活动的前两天，我们已经来这边发传单，宣传我们的活动。时间还早，队员们就在一边聊天，或者看着路过买菜和急着上班的行人。但这悠闲的时间并不长，过了一会儿，就有居民陆续地将家中的家电带过来。开始工作了，我们按照之前安排的，各队员分工明确，场面井然有序，女生负责家电维修登记，男生则执行家电维修工作。在这炎热的夏季，我们接到最多的家电是风扇。虽然当天
气温很高，但这并没有引起大家烦躁的情绪，相反的，我们接到家电后，仔细寻找其原因，很快就有一台风扇修好了，当然我们得享受一下这胜利的果实，就这样这台风扇就在现场转起来了，肩负着为队员们降温的重任。
就这样忙着，一个早上很快就过去了。为了做好接班工作，早上那批队员必须将自己手上的家电修好或者恢复原状才能回去，因此很多人坚持将自己手上的家电维修好。做好接班工作后，下午的队员很快就投入战斗。男生在现场一直忙着修家电，女生则在前台，负责登记和跟居民说明各种情况。只有将不同家电登记好，才不会在领回家电出问题，从而引出不必要的问题。
很快，下午三点到了，我们必须停止再接任何家电，因为我们得在五点之前将所有家电维修好并通知主人领回。活动接近尾声，男生手上的家电基本修完了，带着疲惫的的身体，正准备休息，但新的任务马上下来了，协助女生通知主人领回家电，另外一部分则整理现场。送走最后一件家电，我们刚开始另一件大事，那就是拍照留念。虽然大家都很疲惫，但是相互看着大家一张张笑脸，也就不觉得累了。
活动结果
这次活动硕果累累。我们当天接了电风扇、电吹风、电磁炉等各类家电共两百多件，然而维修成功的家电达77件，成功率达88%。这属于物质方面的收获，在精神方面，我们受到社区居民的称赞表扬。受到居民们的表扬，我们的队员心里个个比吃了蜜还甜，个个在回去的路上喜笑颜开。
活动总结
在这次暑期社会实践中，我们总结了一些经验，希望我们能为后来的同学提供模板，同时也是对自己的一种负责任的反馈。
一：不要怕修不好，要敢于分析，先认真分析电器故障原因，认真查明故障点，切忌盲目拆卸。因为大部分人都是新手，是刚从校门里出来的要锻炼实战能力的士兵。要敢于战斗不畏艰险，但是要听从指挥。
二：要懂得团队合作。毕竟一个人的力量是有限的，而团队的力量是不可估量的。充分发挥集体的智慧，既可以效率的分析故障原因，也可以提高大家的团队合作能力和集体的凝聚力。
三：坚持。暑假的社会实践是充满火焰的痛苦的露天工作。需要我们去抵抗太阳的暴晒，风吹雨打。我们不能因为天气的原因而放弃自己动手实践的机会，而应该激流勇进，奋勇向前。为了提高自己的技术，也必须去努力维修。
四：要懂得放弃。因为自己毕竟还不是专业人员，而且所准备的元器件的类型也是有限的。对于自己不能修得电器要懂得拒绝或者放弃。更不能将自己修不好的电器放在自己手里很久修不好而不去求助团队或者他人，这样既耽误了电器维修，又不能使自己学到技术。
五：物资准备，帐篷3顶，桌子2张等，可以租车帮忙运送。物资准备是我们团队建设的一项最重要的任务，需要花上几代人的力量来筹备，经过学习、经验、询问来获取跟多的东西作为队伍的常年储备。
六：维修知识。由于缺乏维修专业电器方面的知识，使我们在很多的电器面前低头，不仅影响了整个团队的士气，也让我们的维修氛围围绕了阴霾，阻拦了维修的进度。因此，我们要在新的一年里，把心态放低，重新回到我们的起点，加上联系维修老师培训这一日程，让我们的队员更加的充实知识，增加维修的技巧。
虽然这次活动也有不足之处，比如在维修过程中，我们的技术人员查明问题所在，但因为缺少相应的元件设备而无法维修，又或者在活动过程中有部分同学无法忍受天气的炎热，中途放弃了维修，坐下到旁边的树荫下乘凉。不过这也在情理之中，毕竟我们不是专业的队伍设备不是很齐全，再加上自然的一些天气原因迫使我们需要承受一些更加艰苦的条件。但我们希望在日后的活动中，我们会逐步弥补我们的不足，不断提升自己的专业知识和操作水平，更好地为社会群众服务，并且让我们的奉献精神传承到下一代的手里，让他们来更好的完善我们的队伍建设。
最后我们想说的是，这次暑期的社会实践给我们带来了无穷的乐趣，并且锻炼了我们维修的技巧，让我们拥有了许多的经验，认识了许多的朋友。这将会是我们人生中的一个重要的里程碑。社会实践是一种动力。看到在土地上耕种的农民，在工地上挥汗的工人，在边防上守卫的战士，我们明白了书桌的分量，一种强烈的责任感油然而生，是人民哺育了我们，培养了我们，给了我们知识和一切。作为一名大学生，在祖国需要的时候，我们会无条件地把所学的知识和一切奉献给祖国和人民。也希望我们能通过更多的努力来感染身边的所有同学，让他们也和我们一样，尽最大的努力学习，放下手中的鼠标，拿起书本，挑起建设祖国未来的重担，奋斗一生。
谢辞
为这次活动的顺开展，我要感谢华侨大学教务处、校团委、信息科学与工程学院团委、集美区集美街道相关工作人员和信息科学与工程学院自律会督察部对本次活动的支持。还有就是“维多利亚”团队的队员们，感谢队员们的辛苦及努力。
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