《電路檢測與安裝》課件學習情境5

學習情境5

延時開關(guān)的制作與調(diào)試第一部分基礎(chǔ)知識第二部分技能實訓學習目標

1.掌握電路過渡過程的基本知識。

2.了解555定時器的外形、參數(shù)及使用方法。

3.能設(shè)計、制作延時開關(guān)，并能測試其性能。

4.能利用仿真軟件測試電路。

5.進一步學習規(guī)范編寫技術(shù)文件。工作任務(wù)

設(shè)計、安裝一個實現(xiàn)15W白熾燈延時控制的開關(guān)電路，要求采用555和RC電路實現(xiàn)延時，延時時間在15秒～4分鐘之間可調(diào)，誤差范圍在±1s之內(nèi)。

要求：

(1)根據(jù)具體情況計算電路參數(shù)和用EWB軟件做仿真實驗。

(2)選取、識別和測試元件，包括各類電阻、電容、電感、(穩(wěn)壓)二極管、三極管等的數(shù)值、質(zhì)量、電器性能的準確判斷。

(3)安裝、調(diào)試電路。第一部分基礎(chǔ)知識

知識鏈接一RC電路的過渡過程

1.認識過渡過程

1)電路的過渡過程

首先，我們通過一個實例來認識過渡過程，如圖5-1所示，三只同一規(guī)格的燈泡D1、D2、D3分別與電阻、電感、電容串聯(lián)，然后三者與電源并聯(lián)?？梢杂^察到，在未與電源Us接通之前，燈泡D1、D2、D3都不亮；當接通電源后，在直流電壓的作用下，D1立即達到某一亮度不再變化；D2逐漸亮起來，達到一定亮度不再變化；D3突然達到一定亮度并逐漸暗下來，最后熄滅。這三種不同的現(xiàn)象說明三個支路的工作情況不同。在R、D1串聯(lián)支路上，燈泡馬上亮起，而且沒有變化，即該支路馬上進入穩(wěn)定狀態(tài)；L、D2串聯(lián)支路有一個燈泡逐漸增亮的過程，但這一過程并不穩(wěn)定，因為燈泡亮到一定程度后，將不再變化，即最終進入穩(wěn)定狀態(tài)；同樣，C、D3支路也出現(xiàn)了這種不穩(wěn)定過程，即燈泡逐漸變暗，一段時間后最終到達穩(wěn)態(tài)，燈泡熄滅。圖5-1RLC并聯(lián)支路這種電路由一種穩(wěn)定狀態(tài)(燈泡原來熄滅的狀態(tài))變化到另一種穩(wěn)定狀態(tài)(燈泡現(xiàn)在亮的狀態(tài))的中間變化過程，稱為電路的過渡過程。因為一般過渡過程存在的時間比較短暫，所以也稱為暫態(tài)。電路的暫態(tài)雖然短暫，但對它的研究卻具有重要的實際意義，因為電路的暫態(tài)特性在很多技術(shù)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。例如，在控制系統(tǒng)中常利用這些特性來提高控制速度和精度，在脈沖技術(shù)中利用這些特性來變換或獲得各種脈沖波形等；另一方面，由于有些電路在暫態(tài)中會出現(xiàn)過電流或過電壓，認識它們的規(guī)律有利于采取措施加以防范。

2)形成暫態(tài)的條件

(1)電路中存在儲能元件。

由上述實例發(fā)現(xiàn)只有L和C支路出現(xiàn)這種暫態(tài)過程，而R支路沒有出現(xiàn)暫態(tài)過程。這是因為電容元件與電感元件是兩種儲能元件，對儲能元件，要使其狀態(tài)發(fā)生變化，則其能量要變化，而能量的變化只能是逐步的動態(tài)變化過程。對L、C兩類元件而言，它們在任一時刻的電壓與電流之間是微分的關(guān)系，即或，所以這兩種元件也稱為動態(tài)元件。電路出現(xiàn)暫態(tài)過程的條件之一就是電路中要存在儲能元件。

(2)換路。

上例中，如果控制開關(guān)沒有變化，D2、D3燈泡所在的支路雖然存在儲能元件，但是也不會發(fā)生過渡過程。說明電路中形成過渡過程還存在另一個條件，即在實際電路中發(fā)生開關(guān)的通斷、元件參數(shù)的變化、連接方式的改變等情況，這些情況統(tǒng)稱為換路。只有當換路、含有儲能元件兩個條件同時存在時，電路才能夠從一個穩(wěn)態(tài)變化進入另一個穩(wěn)態(tài)。

由于換路引起的穩(wěn)定狀態(tài)的改變必然伴隨著能量的改變，而電容、電感儲能元件上能量的累積和釋放需要一定的時間，即儲能不可能躍變。具體表現(xiàn)是，在動態(tài)電路的換路瞬間，電容電壓與電感電流不能發(fā)生躍變。這一定律叫做換路定律，可以表述為

(5-1a)(5-1b)uC(0+)=uC(0－)iL(0+)=iL(0－)式中：uC(0+)——換路后瞬間電容元件的電壓，單位為伏特(V)；

uC(0－)——換路前瞬間電容元件的電壓，單位為伏特(V)；

iL(0+)——換路后瞬間電感元件的電流，單位為安培(A)；

iL(0－)——換路前瞬間電感元件的電流，單位為安培(A)。

2.過渡過程的三要素

如果電路中只有一個動態(tài)元件(電容或電感)，我們稱這種電路為一階電路。觀察發(fā)現(xiàn)對于一階電路，換路后電容電壓uC、電感電流iL和電路中其他的電壓、電流都是從換路后的初始值開始按同一指數(shù)規(guī)律單調(diào)增長或衰減到新的穩(wěn)態(tài)值。因此分析一階電路時，只要求出換路后的初始值、達到新的穩(wěn)定狀態(tài)時的穩(wěn)態(tài)值和增長或衰減的速度(即時間常數(shù)τ)這三個要素，就能確定一階電路過渡過程中電壓或電流的變化規(guī)律，這就是一階電路的三要素法。在動態(tài)電路的分析過程中，儲能元件上電荷增加的動態(tài)過程稱為充電；電荷減少的動態(tài)過程稱為放電。我們以一個典型的RC一階電路的放電過程為例，來分析動態(tài)電路。

圖5-2(a)所示電路中，假設(shè)開關(guān)S原來處于“1”位置，當電路穩(wěn)定時，電容C已被充電至電壓Uo。t=0時，將開關(guān)打到“2”位置，則電容C將通過R構(gòu)成閉合放電回路。電容通過電阻R放電，電路進入過渡過程，電容電壓將從Uo逐漸下降到0，如圖5-2(b)所示。在整個過渡過程中，電容電壓逐步減小。該電路即為典型的RC放電回路。圖5-2RC電路的放電電路

1)電路初始值的確定

電路換路后的初始值可以借助于換路定律來確定。換路定律指出，電容電壓和電感電流在換路前后一瞬間是保持不變的，而其余的量如電容電流和電感電壓等都是可以躍變的。為表述方便，將遵循換路定律的uC(0+)和iL(0+)稱為獨立初始值，而把其他的初始值如iC(0+)等稱為相關(guān)初始值。

獨立初始值可以通過換路前的穩(wěn)態(tài)電路求得。在換路前的穩(wěn)態(tài)電路中，若電路是直流激勵，則換路前的穩(wěn)定電路應(yīng)將電容視為開路，電感視為短路，如此可以得到換路前電路的等效圖。在此電路圖中，求得換路前的電容電壓值uC(0－)和電感電流值iL(0－),即可確定換路后的獨立初始值uC(0+)和iL(0+)。求解電路初始值的方法步驟如下：

(1)畫出換路前即t=0－時的電路圖，在電路圖中將電容用開路來代替，電感用短路來代替。

(2)在t=0－時的等效電路圖中，求解uC(0－)和iL(0－)。

(3)根據(jù)換路定律，得到uC(0+)和iL(0+)。

(4)畫出換路后即t=0+時的等效電路圖，此時電容可用電壓為uC(0+)的電壓源來替代，電感可用電流為iL(0+)的電流源來替代。

(5)在t=0+時的等效電路圖中，求解其他如iC(0+)之類的相關(guān)初始值。在RC放電過程中，獨立初始值為uC(0+)。換路前的電路中，將電容視為開路，得t=0－時的等效電路，如圖5-3所示。由等效電路得

uC(0－)=U0

根據(jù)換路定理：

uC(0+)=uC(0－)=U0

RC放電過程中，t=0+時的等效電路如圖5-4所示。

由等效電路可得圖5-3t=0－時的RC等效電路圖5-4t=0+時的RC等效電路

2)時間常數(shù)τ

時間常數(shù)是反映動態(tài)過程持續(xù)時間長短的一個參數(shù)，用τ來表示，在動態(tài)電路研究過程中具有非常重要的意義。我們以RC電路的放電過程為例，來介紹時間常數(shù)τ。理論研究證明，放電過程的快慢由電路本身的參數(shù)來決定。

對于圖5-3所示的RC電路

τ=RC

(5-2)

τ的大小決定了電路放電過程中電壓、電流衰減的快慢。以電容電壓為例，uC隨時間衰減的情況如表5-1所示。從表5-1中的數(shù)據(jù)可以看出：

(1)時間常數(shù)τ是電容電壓由初始值U0衰減到初始值的36.8%所需要的時間。

(2)從理論上講，要經(jīng)歷無限長的時間，電容電壓才衰減到零，過渡過程才結(jié)束。但當t=3τ～5τ時，uC已衰減到初始值的0.05～0.007倍，因此，工程上一般認為換路后經(jīng)過3τ～5τ的時間，過渡過程基本結(jié)束，電路已進入新的穩(wěn)態(tài)。

(3)在電路的動態(tài)變化過程中，τ越大，過渡過程持續(xù)的時間越長。這一點也可以從物理概念上來理解，當電容電壓的初始值U0一定時，電容C越大，電容器中儲存的電荷就越多，放電需要的時間就越長；同時，電阻R越大，放電電流越小，放電需要的時間也越長。因此，電容電壓和電流衰減的快慢取決于電路中電阻R和電容C乘積的大小。同樣的情況也發(fā)生在RL一階動態(tài)電路中。與RC電路類似，當電感儲存能量或者釋放能量的時候，電路中電流或電壓的變化關(guān)系也與RL電路的時間常數(shù)τ有關(guān)。

RL一階電路中，τ的大小同樣反映了RL電路響應(yīng)衰

減的快慢程度。時間常數(shù)τ與L成正比，與R成反比。

L越大，在同樣大小的初始電流iL(0+)下，電感儲存的磁場能量越多，通過R釋放能量所需要的時間就越長，暫態(tài)過程也越長；電阻R越小，在同樣大小的初始電流iL(0+)下，電阻消耗的功率就越小，暫態(tài)過程也就越長。

對于RL電路，有

(5-3)

3)電路的穩(wěn)態(tài)值f(∞)

電路的穩(wěn)態(tài)值f(∞)是指過渡過程結(jié)束后新的穩(wěn)定狀態(tài)的參數(shù)值。求穩(wěn)態(tài)值f(∞)的方法如下：首先，畫出換路后電路達到穩(wěn)定狀態(tài)的等效電路圖，該等效電路中電容相當于開路，電感相當于短路；在該電路中求出各電壓、電流值即f(∞)值。

在分析RC放電的過程中，圖5-2(a)電路的開關(guān)S打到“2”位置后，電容C將通過R放電，放電過程持續(xù)的時間由τ=RC來決定。當過渡過程結(jié)束后，電路會進入穩(wěn)態(tài)。其穩(wěn)態(tài)等效電路如圖5-5所示。圖5-5t=∞時的RC等效電路由等效電路可得

4)三要素法求解一階動態(tài)電路。

在一階動態(tài)電路中，只要我們掌握上述三個要素，就可利用式(5-4)確定一階電路過渡過程中電壓、電流的變化規(guī)律。(5-4)式中：f(t)——過渡過程中待求的電壓或電流;

f(0+)——換路后的電壓或電流的初始值;

f(∞)——過渡過程結(jié)束后新的穩(wěn)態(tài)值;

τ——電路的時間常數(shù)。

f(0+)、f(∞)、τ稱為一階電路的三要素，只要能夠求出這三個要素，就能根據(jù)式(5-4)寫出電路的解析式，這種方法稱做三要素法。對RC放電回路中的各參數(shù)：

(1)初始值分別為(2)時間常數(shù)為τ=RC。

(3)穩(wěn)態(tài)值分別為uC(∞)=0，iC(∞)=0，uR(∞)=0。代入三要素公式可得

5)典型動態(tài)電路

(1)RC充電過程。

[例5-1]

圖5-6所示電路是一個單片機的上電復(fù)位電路，電源電壓UCC=5V，電容C=4.7μF。單片機要求開機上電時，復(fù)位信號要維持30ms的低電平，如果反相器的高電平最小值定為2.4V，電阻R應(yīng)選擇多大合適？

分析：這是一個典型的RC充電電路，開機上電前電容上沒有充電電壓。在開機通電瞬間，電容器電壓為零，通過反相器給單片機復(fù)位引腳的信號是低電平；當電容器充電電壓達到2.4V后，通過反相器給單片機復(fù)位引腳的信號變?yōu)楦唠娖?。圖5-6單片機的上電復(fù)位電路在開機通電瞬間，根據(jù)換路定律

UC(0+)=UC(0－)=0V

過渡過程結(jié)束后

UC(∞)=UCC=5V

根據(jù)三要素公式可得

UC(∞)=5V，t=30ms，C=4.7μF，UC=2.4V所以R=9.76kΩ選擇R=10kΩ，就可以滿足復(fù)位要求。

(2)RL電路的放電過程。

圖5-7所示電路為電阻R和電感線圈L組成的串聯(lián)回路，開關(guān)S原置于1位置，在t=0時刻，置于2位置，RL電路將進入放電過程。用三要素法可以對此動態(tài)電路進行分析。

在RL放電回路中，如果開關(guān)在1位置突然斷開，沒有置于2位置，則此時電流的變化率di/dt很大，致使電感兩端產(chǎn)生很高的自感電動勢，其值為L(di/dt)。此時的電感相當于一個電壓源，該電壓源與電源一起加于開關(guān)S的兩端，會使開關(guān)兩觸點間擊穿，形成火花或電弧，延緩電路的斷開，甚至燒毀開關(guān)的觸頭。為防止高電壓損壞開關(guān)及接在電路中的測量儀表或其他元器件，在設(shè)計或使用電感量比較大的電氣設(shè)備時，應(yīng)采取必要的措施。在電感線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管是工程應(yīng)用中經(jīng)常采用的一種安全措施。圖5-7RL電路的放電過程

(3)微分電路。

實際應(yīng)用中，經(jīng)常利用RC的充、放電電路來構(gòu)成一些運算電路，圖5-8所示的微分電路就是一個典型的例子。

電阻R和電容C串聯(lián)后輸入方波信號ui，由電阻R輸出信號uo。若RC即τ數(shù)值與輸入方波寬度tW之間滿足τ<<tW，則在R兩端(輸出端)得到正、負相間的尖脈沖，而且發(fā)生在方波的上升沿和下降沿。

當時間常數(shù)τ很小時，電容的充放電過程很快，故電容電壓基本上與輸入電壓相平衡，即

ui=uR+uC≈uC圖5-8微分電路則輸出電壓

輸出電壓與輸入電壓的微分成正比，所以這種電路稱為微分電路，微分電路常用于將矩形脈沖信號變換成尖脈沖信號。微分電路波形如圖5-9所示。圖5-9微分電路波形知識鏈接二555集成電路

555時基電路是數(shù)字、模擬混合的中規(guī)模多功能集成電路。該電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可產(chǎn)生精確的時間延遲和振蕩，因其內(nèi)部有3個5kΩ電阻組成的分壓器，故稱為555定時器。

555時基電路具有以下特點：

①定時精度高，工作速度快；

②使用電源電壓范圍寬；

③能和數(shù)字電路直接連接；

④有一定的輸出功率，可直接驅(qū)動指示燈、小型繼電器等；⑤結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活；

⑥工作可靠性高。

555時基電路優(yōu)點眾多，在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中得到了十分廣泛的應(yīng)用。

1.555時基電路的分類

我國目前廣泛使用的555時基電路的統(tǒng)一型號是：雙極型為CB555，CMOS型為CB7555，此外還有一種雙時基電路，在一個集成芯片內(nèi)包含有兩個完全相同又各自獨立的時基電路。它們的型號分別為CB556和CB7556，詳見表5-2。

555單時基電路有兩種封裝形式，如圖5-10(a)所示。單時基電路的編號方式是把引腳朝下，從帶標志的引腳開始按逆時針方向順序編號，如圖5-10(b)所示。各引腳功能為：1接地端；2觸發(fā)端；3輸出端；4復(fù)位端；5控制電壓；6門限或閾值；7放電端；8電源電壓。圖5-10555單時基電路外觀及引腳圖

556雙時基電路的封裝只有14腳雙列直插型一種。引腳排列與單時基電路一致，如圖5-11所示?？梢钥闯觯阂_1~6和引腳13~8分別形成兩個互相獨立的單時基電路，其引腳功能與8腳雙列直插式的一致，7腳、14腳為雙時基電路共用的電源端和接地端。圖5-11555雙時基電路引腳圖

2.555時基電路的參數(shù)

1)性能參數(shù)

為了能正確使用555時基電路，應(yīng)對它的主要參數(shù)有所了解。表5-3分別列出其主要參數(shù)以供使用時參考。對于雙時基電路來講，除了靜態(tài)電流增加1倍外，其余參數(shù)與單時基電路完全相同，可參考單時基電路的主要參數(shù)使用。

2)使用555電路的注意事項

(1)負載能力的擴大。

從驅(qū)動電流這一參數(shù)來看，CB555的驅(qū)動能力較大，可以直接帶動小型繼電器、微電機和低阻抗揚聲器。CB7555的驅(qū)動能力較小，只能使用LED指示燈、壓電陶瓷蜂鳴器等負載。要想使CB7555有更大的驅(qū)動能力，可以在輸出端加一級驅(qū)動放大器，這樣就可把負載電流擴大到100mA左右，足以帶動繼電器、微電機等負載。

(2)CB555與CB7555的性能比較和選用。

CB555的突出優(yōu)點是驅(qū)動能力強，而CB7555的突出優(yōu)點是電源電壓范圍寬、輸入阻抗高、功耗低。因此在實際應(yīng)用中，在負載輕、要求低功耗和使用較低電源電壓以及要求長時間定時(定時電阻＞10MΩ)的場合，應(yīng)選用CB7555或CB7556。而在負載較重的場合則應(yīng)選用CB555或CB556。

3)典型應(yīng)用

555時基電路使用方便靈活，555配合外接元件可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)和無穩(wěn)態(tài)三種工作方式，可以組成各種實用的電子電路，如定時器、分頻器、脈沖信號發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路和自動控制電路等。

圖5-12是由555和RC電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)態(tài)電路是指只有一個穩(wěn)定狀態(tài)。在無觸發(fā)信號時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸出為0。當輸入端加觸發(fā)脈沖后，電路由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)定狀態(tài)，輸出為1。在電路翻轉(zhuǎn)的同時，電源VCC通過電阻R給電容C充電，RC電路進入動態(tài)過程。圖5-12555電路組成單穩(wěn)態(tài)電路充電過程的快慢取決于時間常數(shù)τ。電路輸出的1狀態(tài)是否發(fā)生變化完全取決于RC動態(tài)電路的變化，當電容C上的電壓上升到(2/3)VCC時，電路輸出就會從1又翻轉(zhuǎn)回到原來的0。暫穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時間的長短取決于電路的參數(shù)，調(diào)節(jié)τ的值就可以控制電路輸出狀態(tài)的變化，這種單穩(wěn)態(tài)電路可以用來定時。圖5-12電路的定時時間t=1.1RC，通常R的取值范圍在幾百歐姆到幾兆歐姆之間，電容的取值范圍為幾百皮法到幾百微法，所以定時時間可以從幾微秒到幾十分鐘進行調(diào)整。知識鏈接三繼電器

1．繼電器

繼電器是具有隔離功能的自動開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通信、自動控制、機電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一，繼電器有很多種，這里只介紹使用較為廣泛的電磁繼電器。

1)繼電器的結(jié)構(gòu)

電磁繼電器是一種電磁開關(guān)器件，一般由一個線圈、鐵芯、一組或幾組帶觸點的簧片組成。觸點有動觸點和靜觸點之分。在工作過程中能夠動作的稱為動觸點，不能動作的稱為靜觸點。圖5-13所示的繼電器中，1為動觸點，2、3為靜觸點。電路未通電時，由于1、2一直連接在一起，所以又稱為常閉觸點；1、3一直斷開，所以稱為常開觸點。繼電器線圈通電后，線圈中的鐵芯產(chǎn)生強大的電磁力，吸動銜鐵帶動簧片，使常閉觸點1、2斷開，常開觸點1、3接通。當線圈斷電后，彈簧使簧片復(fù)位，使觸點1、2接通，1、3斷開。只要根據(jù)需要把要控制的電路接在觸點1、2間或觸點1、3間，就可以利用該繼電器達到某種控制目的。圖5-134098型繼電器繼電器的觸頭根據(jù)其動作特性的不同，可分為下列幾種：

(1)動合型(H型)。

線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電之后兩個觸點閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

(2)動斷型(D型)。

線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電之后兩個觸點斷開。這類繼電器用斷字的拼音字頭“D”表示。

(3)轉(zhuǎn)換型(Z型)。這是觸點組型，

共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點與其中一個靜觸點斷開，與另一個閉合；線圈通電后動觸點移動，使原來斷開的呈閉合狀態(tài)，原來閉合的呈斷開狀態(tài)，達到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點組稱為轉(zhuǎn)換觸點，用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“Z”表示。

2)繼電器的主要技術(shù)參數(shù)

(1)額定工作電壓：繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同，既可以是交流電壓，也可以是直流電壓。

(2)直流電阻：繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬用表測量。

(3)吸合電流：繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不能超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而將線圈燒毀。

(4)釋放電流：繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流。

(5)觸點切換電壓和電流：繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制的電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

2.繼電器型號命名方法

1)命名格式

常用繼電器型號含義如下：

2)型號中字母的意義

部分常用繼電器型號命名如表5-4所示。

3.繼電器的選用

(1)選擇線圈電源電壓。選用電磁式繼電器時，首先應(yīng)選擇繼電器線圈電壓是直流還是交流。繼電器的額定工作電壓一般應(yīng)大于或等于其控制電路的工作電壓。

(2)選擇線圈的額定工作電流。用晶體管或集成電路驅(qū)動的直流電磁繼電器，其線圈額定工作電流應(yīng)在驅(qū)動電路的輸出電流范圍之內(nèi)。

(3)選擇接點類型及接點負荷。同一種型號的繼電器通常有多種接點形式可供選用，應(yīng)選用適合應(yīng)用電路的接點類型。所選繼電器的接點負荷應(yīng)高于其接點所控制電路的最高電壓和最大電流，否則會燒毀繼電器接點。

(4)選擇合適的體積。繼電器體積的大小通常與繼電器接點負荷的大小有關(guān)，選用多大體積的繼電器還應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的要求而定。

4.繼電器使用前的檢測

1)測觸點電阻

用萬用表的電阻擋測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應(yīng)為0(用更加精確方式可測得觸點阻值在100mΩ以內(nèi))；而常開觸點與動點的阻值為無窮大。由此可以區(qū)別出哪個是常閉觸點，哪個是常開觸點。

2)測線圈電阻

可用萬用表R×10Ω擋測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在開路現(xiàn)象。

3)測量吸合電壓和吸合電流

找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流表進行監(jiān)測。慢慢調(diào)高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準確，可以多試幾次求平均值。

4)測量釋放電壓和釋放電流

按照測量吸合電壓和吸合電流的方法連接電路，當繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可多嘗試幾次以取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約為吸合電壓的10%～50％。如果釋放電壓太小(小于吸合電壓的1/10)，則不能正常使用了，這樣會對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。第二部分技能實訓

EWB仿真應(yīng)用實訓

一、訓練內(nèi)容

1.用EWB進行一階電路暫態(tài)過程觀測。

2.延時開關(guān)定時時間仿真測試。

二、器材準備

電腦EWB仿真軟件

三、訓練內(nèi)容

1.用EWB進行一階電路暫態(tài)過程觀測

1)觀察RC暫態(tài)電路波形

如圖5-14所示接線，使信號發(fā)生器輸出方波信號U0：

幅值U0=4V，脈寬100μs，周期200μs。用示波器檢驗上述參數(shù)是否合格，然后用示波器觀測RC電路的暫態(tài)過程。

用示波器觀測U0、UC和UR，并用方格坐標紙記錄波形。調(diào)節(jié)電阻器R大小，觀察并描繪UC和UR波形變化情況。圖5-14一階電路暫態(tài)過程觀測實驗電路

2)觀察RC微分電路的波形

電路如圖5-15所示，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使其輸出方波信號：幅值U0=4V，頻率1kHz，用示波器檢驗。選擇適當?shù)碾娮柚礡，使τ≈0.1tp。用示波器觀測UR，并用方格坐標紙記錄波形。調(diào)節(jié)電位器R大小，觀察τ的變化對微分波形的影響。圖5-15RC微分觀測實驗電路

3)觀察RC積分電路的波形

電路如圖5-16所示，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使其輸出方波信號，幅值U0=4V，頻率100kHz，并用示波器檢驗其是否合格。選擇適當?shù)碾娮柚礡，使τ≈10tp(tp為脈沖寬度)。用示波器觀測U0和UR，并用方格坐標紙記錄波形。調(diào)節(jié)電位器R大小，觀察τ的變化對積分波形的影響。圖5-16RC積分觀測實驗電路

2.延時開關(guān)定時時間仿真測試

用EWB軟件首先得到如圖5-17所示的定時電路圖。為方便起見，在輸出端接指示燈，輸出為高電平時燈泡點亮，同時，為測試定時時間，輸出端接示波器。

R選擇1MΩ，C選擇1μF，根據(jù)定時公式td=1.1RC，可求得定時時間應(yīng)為1.1s，我們用仿真來驗證這個結(jié)果。

打開開關(guān)，在輸入端輸入一個脈沖，然后閉合開關(guān)，模擬真實的手輕觸開關(guān)，然后收回，這時可觀察到指示燈亮，而且很短時間后燈自動熄滅。用示波器觀察此段時間的輸出波形，如5-18所示。圖5-17延時開關(guān)仿真電路圖圖5-18延時開關(guān)仿真電路示波器輸出波形輸出本來為低電平，在輸入端開關(guān)閉合后，變?yōu)楦唠娖?，其持續(xù)時間約為1.1s，與理論計算所得值相同。

可以看到高電平持續(xù)時間延長，變成4.4s，與理論計算值相同。

調(diào)整C值，R仍取1MΩ，而電容C1取4μF，繼續(xù)仿真測試，可以觀察到指示燈亮的時間延長，同時示波器輸出如圖5-19所示。圖5-19延時開關(guān)仿真電路示波器輸出波形完成工作任務(wù)

按照要求完成工作任務(wù)。

1.簡單延時開關(guān)的制作