3.4 传感器在电工电路中的控制关系

3.4.1 温度传感器在电工电路中的控制关系

温度传感器是将物理量（温度信号）变成电信号的器件，是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度变化的，主要用于各种需要对温度进行测量、监视、控制及补偿的场合，如图3-20所示。

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温度传感器根据感应特性的不同可分为PTC传感器和NTC传感器。PTC传感器为正温度系数传感器，阻值随温度的升高而增大，随温度的降低而减小；NTC传感器为负温度系数传感器，阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。

图3-21为温度传感器在不同温度环境下的控制关系。

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在图3-21中，在正常环境温度下时，电桥的电阻值R1/R2=R3/R4，电桥平衡，此时A、B两点间电位相等，输出端A与B间没有电流流过，三极管V的基极b与发射极e间的电位差为零，三极管V截止，继电器K线圈不能得电。

当环境温度逐渐上升时，温度传感器R1的阻值不断减小，电桥失去平衡，此时A点电位逐渐升高，三极管V基极b的电压逐渐增大，基极b电压高于发射极e电压0.6V后，V导通，继电器K线圈得电，常开触点K-1闭合，接通负载设备的供电电源，负载设备得电工作。

当环境温度逐渐下降时，温度传感器R1的阻值不断增大，此时A点电位逐渐降低，使三极管V的基极b电压低于e极电压时，V截止，继电器K线圈失电，常开触点K-1复位断开，切断负载设备的供电电源，负载设备停止工作。

3.4.2 湿度传感器在电工电路中的控制关系

湿度传感器是一种将湿度信号转换为电信号的器件，主要用于工业生产、天气预报、食品加工等行业中对各种湿度进行控制、测量和监视。湿度传感器的电路连接关系如图3-22所示。

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湿度传感器采用湿敏电阻器作为湿度测控器件，利用湿敏电阻器的阻值随湿度的变化而变化这一特性来测量湿度变化。

图3-23为湿度传感器在不同湿度环境下的控制关系。

图3-23中，当环境湿度较小时，湿度传感器MS的阻值较大，三极管V1的基极b为低电平，基极b电压低于发射极e电压，三极管V1截止；此时，三极管V2基极b电压升高，基极b电压高于发射极e电压0.6V后，三极管V2导通，发光二极管VL点亮。当环境湿度增加时，湿度传感器MS的阻值逐渐变小，三极管V1的基极b电压逐渐升高，使基极b电压高于发射极e电压0.6V后，三极管V1导通，三极管V2基极b电压降低，三极管V2截止，发光二极管VL熄灭。

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3.4.3 光电传感器在电工电路中的控制关系

光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件，主要用于光控开关、光控照明、光控报警等领域中对各种可见光进行控制。图3-24为光电传感器的实物外形及在电路中的连接关系。

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光电传感器采用光敏电阻器作为光电测控器件。光敏电阻器是一种对光敏感的器件，阻值随入射光线强弱的变化而变化。

图3-25为光电传感器在不同光线环境下的控制关系。

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当环境光较强时，光电传感器MG的阻值较小，电位器RP与光电传感器MG的分压值变低，不能达到双向触发二极管VD的触发电压，双向触发二极管VD截止，不能触发双向晶闸管VT，VT处于截止状态，照明灯EL不亮。

当环境光较弱时，光电传感器MG的阻值变大，电位器RP与光电传感器MG的分压值变高，随着光照强度的逐渐减弱，光电传感器MG的阻值逐渐变大，当电位器RP与光电传感器MG的分压值达到双向触发二极管VD的触发电压时，双向二极管VD导通，进而触发双向晶闸管VT导通，照明灯EL点亮。

3.4.4 气敏传感器在电工电路中的控制关系

气敏传感器是一种将某种气体的有无或浓度转换为电信号的器件，可检测出环境中某种气体及其浓度，并转换成相应的电信号，主要用于可燃或有毒气体泄漏的报警电路中。图3-26为气敏传感器在实际电路中的连接关系。

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气敏传感器采用气敏电阻器作为气体检测器件。气敏电阻器是利用阻值随气体浓度变化而变化这一特性来进行气体测量的。

图3-27为气敏传感器在不同环境下的控制关系。

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在图3-27中，电路开始工作时，9V直流电源经滤波电容器C1滤波后，由三端稳压器IC1稳压，输出6V直流电源，再经滤波电容器C2滤波后，为气体检测控制电路提供工作条件。

在空气中，气敏传感器MQ中A、B电极之间的阻值较大，B端为低电平，误差检测电路IC3的输入极R电压较低，IC3不能导通，发光二极管不能点亮，报警器HA无报警声。

当有害气体泄漏时，气敏传感器MQ中A、B电极间的阻值逐渐变小，B端电压逐渐升高，当B端电压升高到预设的电压值时（可通过电位器RP调节），误差检测电路IC3导通，接通IC2的接地端，IC2工作，发光二极管点亮，报警器HA发出报警声。