本书详细介绍了常用电子元器件、配电电器、控制电器、保护电器、常用传感器、电机启动装置、可编程控制器等七大类别的常用工控制元器件的用途、构造、工作原理、检测和选型。同时，也选入了一些与物联网、CPS、光伏等相关的智能新型元器件。

本书为机械行业和自动化行业的工程技术人员提供机械控制元器件的基础知识和数据，以满足他们在工作中学习和查询的需要，同时为进阶到信息化、网络化和智能制造领域打下基础。

第1章常用电子控制元器件001

1.1电阻器001

1.1.1固定电阻器001

1.1.2热电阻器003

1.1.3热敏电阻器004

1.1.4光敏电阻器005

1.1.5磁敏电阻器007

1.1.6压敏电阻器008

1.1.7电位器008

1.2电容器010

1.3电感器011

1.4晶体管概述013

1.5光电晶体管015

1.6发光二极管017

1.7光敏三极管018

1.8磁敏晶体管019

1.9场效应晶体管020

1.10晶闸管021

1.11BJT024

1.12IGBT025

1.13热电偶025

第2章配电电器027

2.1刀开关027

2.2转换开关030

2.2.1传统转换开关030

2.2.2双电源手动转换开关033

2.2.3双电源自动转换开关033

第3章控制电器037

3.1主令电器037

3.1.1按钮开关037

3.1.2行程开关041

3.1.3万能转换开关045

3.1.4接近开关048

3.1.5脚踏开关050

3.1.6倒顺开关051

3.1.7薄膜开关052

3.1.8触摸开关053

3.1.9微动开关054

3.1.10光电开关056

3.1.11定时开关058

3.1.12电子调速开关060

3.1.13CPS（控制保护开关）061

3.1.14遥控开关067

3.2接触器068

3.2.1直流接触器069

3.2.2交流接触器073

3.2.3真空接触器078

3.3继电器082

3.3.1电磁继电器083

3.3.2电流继电器085

3.3.3电压继电器089

3.3.4中间继电器092

3.3.5时间继电器097

3.3.6热继电器105

3.3.7速度继电器109

3.3.8压力继电器111

3.3.9温度继电器113

3.3.10剩余电流继电器114

3.3.11通用继电器115

3.3.12信号继电器116

3.3.13功率继电器118

3.3.14安全继电器119

3.3.15自锁继电器122

3.3.16气体继电器123

3.3.17固态继电器126

3.3.18继电器的选用131

3.4触控屏133

3.4.1触控屏原理133

3.4.2触控屏分类133

3.4.3常见故障和排除136

第4章保护电器138

4.1熔断器138

4.1.1低压熔断器138

4.1.2熔断器式隔离器143

4.1.3隔离开关熔断器组144

4.2低压断路器145

4.2.1传统型断路器145

4.2.2漏电断路器151

4.2.3磁吹断路器161

4.2.4分界真空断路器161

4.2.5智能型断路器163

4.2.6电涌保护器169

4.2.7模数化终端组合电器170

4.2.8光伏并网专用断路器173

4.2.9直流断路器173

第5章常用传感器175

5.1测力传感器175

5.1.1电阻式测力传感器175

5.1.2电容式称重传感器176

5.1.3压电式测力传感器176

5.2压力传感器177

5.2.1膜片式压力传感器177

5.2.2电容式压力传感器177

5.2.3压阻式压力传感器178

5.2.4差动式压力传感器178

5.2.5压电式压力传感器179

5.2.6声表面波压力传感器180

5.2.7光纤压力传感器180

5.2.8石英晶体谐振压力传感器180

5.3温度传感器181

5.3.1膨胀式温度传感器181

5.3.2压力式温度传感器182

5.3.3电阻式温度传感器182

5.3.4热电式温度传感器182

5.3.5红外温度传感器184

5.3.6光纤温度传感器184

5.4湿度传感器185

5.4.1分类185

5.4.2湿敏元件主要技术特性185

5.4.3湿度传感器的构造186

5.5位移传感器187

5.5.1电阻式位移传感器187

5.5.2电容式位移传感器188

5.5.3自感式位移传感器188

5.5.4光栅位移传感器189

5.5.5磁栅位移传感器189

5.5.6光纤位移传感器190

5.6液位传感器190

5.6.1浮力式液位传感器190

5.6.2光电折射式液位传感器191

5.6.3浮子笛簧开关式液位传感器192

5.6.4电容式液位传感器192

5.6.5电涡流式液位传感器192

5.7流速传感器193

5.7.1热敏电阻式流速传感器193

5.7.2激光多普勒测速传感器193

5.7.3光纤漩涡式流量计193

5.7.4光纤速度流量计194

5.8加速度传感器194

5.8.1应变式加速度传感器194

5.8.2电容式加速度传感器195

5.8.3电位式加速度传感器195

5.8.4压电式加速度传感器195

5.8.5声表面波加速度传感器197

5.8.6MEMS硅压力加速度传感器197

5.8.7光纤加速度传感器198

5.9转速传感器199

5.9.1电容式转速传感器199

5.9.2电涡流式转速传感器199

5.9.3光电数字转速表199

5.9.4霍尔法转速表200

5.9.5离心式转速表200

5.10扭矩传感器200

5.10.1应变式扭矩传感器200

5.10.2磁阻式扭矩传感器201

5.10.3相位差式扭矩传感器202

5.10.4振弦式扭矩传感器203

5.11流量传感器204

5.11.1容积式流量计204

5.11.2速度式流量计206

5.11.3差压式流量计206

5.11.4涡轮式流量计207

5.11.5核辐射流量计207

5.11.6声表面波流量传感器208

5.11.7超声波传感器208

5.12测厚传感器208

5.12.1电容测厚传感器208

5.12.2差动式电感测厚仪209

5.12.3电涡流式测厚传感器209

5.12.4超声波测厚、测距仪210

5.12.5核辐射测厚仪211

5.13其他传感器211

5.13.1霍尔电流传感器211

5.13.2电感传感器212

5.13.3气敏传感器213

5.13.4磁栅传感器215

5.13.5光栅传感器215

5.13.6角度传感器216

5.13.7智能传感器217

5.14传感器的选择原则218

第6章电机启动装置219

6.1软启动器219

6.1.1型号识别219

6.1.2晶闸管软启动器221

6.1.3绕线式液体电阻启动器222

6.1.4磁控式软启动器224

6.1.5软启动器的选用225

6.1.6安装调试227

6.1.7运行维护227

6.1.8常见故障和解决办法228

6.1.9几种软启动器技术数据229

6.2变频器233

6.2.1结构和工作原理234

6.2.2变频器的选择235

6.2.3型号和技术数据236

6.2.4接线方法239

6.2.5变频器的安装240

6.2.6变频器的调试241

6.2.7变频器的运行242

6.2.8变频器的维修244

第7章可编程控制器254

7.1系统组成255

7.1.1CPU255

7.1.2存储器256

7.1.3输入/输出部件256

7.1.4通信接口258

7.1.5扩展接口258

7.1.6电源模块259

7.1.7编程装置259

7.2工作原理259

7.3PLC的选用和安装260

7.3.1机型的选用260

7.3.2设备安装262

7.4PLC的指示灯263

7.5PLC的故障和维修263

参考文献268

随着现代科学技术的迅猛发展，工业控制技术也日新月异，到目前为止，它已经历了从二十世纪五六十年代的微电子技术，到七八十年代的集散型控制系统，再到后来的现场总线技术，直到今天的机器人普及萌芽的4.0时代，每一次飞跃都为大大地提高生产效率创造了条件，为世界经济的发展提供了有力的保障。

现代工业离不开控制技术，除了控制理论和控制系统之外，其中的元器件同样十分重要。不同功能的控制系统中的控制元器件不尽相同，但它都有其自身的控制作用，对于从事工业自动控制者来说，了解并熟练掌握它们的结构、工作原理和性能非常重要。

本书从常用电子元器件、配电电器、控制电器、保护电器、常用传感器、电机启动装置和可编程控制器七个方面，对它们的用途、构造、工作原理、检测和选型做了论述，图文并茂，通俗易懂。

本书由刘光启、韩佳鸣编著。其中，第3、4、6、7章由刘光启编写，第1、2、5章由韩佳鸣编写，并进行交叉审稿。

编写过程中得到许多同仁的指导和帮助，也参阅了一些国内外参考资料和图书，在此一并表示感谢。

由于电子技术发展日新月异，应用领域日益广泛，加之作者的水平所限，难免存在疏漏和不当之处，敬请广大读者批评指正。

编者

2025年3月