電子測量與感測器原理

2022-12-06 13:15:02 字數 3989 閱讀 1231

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摘要 2

第一章緒論 3

1.1 背景 4

1.2 設計目的 4

1.2.1節約能源。 4

1.2.2學會使用multisim**軟體。 4

1.2.3學會運用感測器來幫助人們的生活。 5

第二章原理 6

2.1原理分析 6

2.2供電電路 6

2.3紅外光發射接收電路 7

2.3.1前方無物體阻擋 7

772.4器件要求 8

2.4.1感測器 8

2.4.2可控矽 8

2.4.3電源變壓器 8

2.5除錯說明 8

心得 9

本文介紹了紅外線感應開關的原理,採用熱釋電紅外探頭(pt8a2621)將接收到的微弱訊號加以放大,然後驅動繼電器,製成紅外熱釋電感應開關。本開關能探測來自移動人體的紅外輻射,只要人體進入探測區域,開關會自動開啟。該設計可作為企業、賓館、商場及住宅的走廊、樓梯、電梯間、衛生間、庫房等處的自動開關,起到「人來燈自亮,人走燈自滅」的作用,既新穎方便,又節約用電,在某些場所還能起到威懾盜竊活動的防範作用。

本設計結構簡單,本身不發任何型別的輻射,器件功耗很小,**低廉,隱蔽性好,應用範圍廣,所以可以通過擴充套件而達到實際的應用。

關鍵詞:紅外線,感應開關,紅外輻射,探測區域

作為世界上最大的發展中國家,我國是乙個能源生產和消費大國。能源生產量僅次於美國和俄羅斯,居世界第三位;基本能源消費佔世界總消費量的l/10,僅次於美國,居世界第二位。中國又是乙個以煤炭為主要能源的國家,發展經濟與環境汙染的矛盾比較突出。

近年來能源安全問題也日益成為國家生活乃至全社會關注的焦點,日益成為中國戰略安全的隱患和制約經濟社會可持續發展的瓶頸。上個世紀90年代以來,中國經濟的持續高速發展帶動了能源消費量的急劇上公升。自1993 年起,中國由能源淨出口國變成淨進口國,能源總消費已大於總供給,能源需求的對外依存度迅速增大。

煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國都存在缺口,因此節能思想尤為重要,節能的中心思想是採取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可接受的措施,來更有效地利用能源資源。

自動停機的空調機、飲水機。電視機能判斷無人**或觀眾已經睡覺後自動關機的機構。

第一章緒論

1.1 背景

當地球進入了21世紀,由於石油和煤炭資源的不可再生性,人類使用能源的需求也越來越大,能源問題逐漸凸顯出來了。節能問題也被早早地提出了,而各種節能措施也在制定和實施。對電能的節約使用也被人們提上了日程。

各種節能燈也就應運而生。紅外感應燈就是其中一種節能燈。它的產生就受到了廣大人民的推廣。

1.2 設計目的

1.2.1節約能源。

現代化家居照明系統要適應網路時代的發展,應引入智慧型化的概念。在傳統的家居照明系統中,一般都是綜合佈線,使用刀開關來控制,燈具的壽命短,較費電。但近年來,隨著經濟的發展和科技的進步,人們對照明燈具節能和科學管理提出了更高的要求,使得照明控制在智慧型化領域的地位越來越重要。

而在商品房的建設熱潮中,各大樓盤和房地產商也意識到了智慧型照明的重要性。使用智慧型照明控制系統,更能體現其在節能與管理方面的優勢。紅外智慧型節電開關由於觸發的時候不需要人發出任何聲音,而是人走過時身體向外界散發紅外熱量最終控制燈具的開啟,當人離開後,經過一定時間的延時,自動熄滅。

因為不同於聲光控燈,不需要聲音和開關控制,從而避免了聲控噪音的侵擾,同時因為它是感應人體熱量控制開關,所以避免了無效電能的損耗,達到節能效果。

1.2.2學會使用multisim**軟體。

眾所周知,電子**軟體multisim最初由加拿大的iit 公司推出,從multisim2001開始到後來的multisim7和multisim8止;multisim9到目前的multisim10版本,已改由美國國家儀器公司(ni公司)所推出。軟體更新快,讀者也不一定要一味去趕時髦,這要看你用軟體做什麼內容來決定,如果是初學者和一般電子電路虛擬**,學會和掌握multisim7軟體的使用方法已足夠。一是上手快,二是獲得軟體容易

1.2.3學會運用感測器來幫助人們的生活。

1. 電子天平:功能:

無需複雜操作,就能很快稱出物體的質量,而且一般來說很精確。這是因為在電子稱下安裝壓力感測器再加上一些電子系統,使得能又快又好的稱出質量,一切都得益於感測器的發展。

2. 汽車稱重:功能:在渡口為汽車稱重,既是用上此種感測器,壓力感測器使得即使是很重的物體也能在短時間內準確稱出,此為大型的壓力應變片的應用。

3. 自動門:功能:

在一些重要場合就會有自動門的身影,當人靠近時就會自動根據情況開關門。這些門上應該是會安裝上人體感測器,當有人靠近時,就會有情況發生,所以會自動開門,當然這也是結合了若干電子系統的成果。

4. 廁所小便池:功能:當人靠近時就會現有一股水流出現,當人離開時就會第二次沖水,此舉為廁所的節水以及潔淨做出了巨大貢獻,應該是結合光電感測器以及電子系統的成果。

綜上:我們可以發現,每一種先進元件在進行應用時,都應該要結合以電子系統,才能發揮作用。

第二章原理分析

2.1原理分析

熱釋電紅外線感測器一是由高熱電係數材料配合濾光鏡片視窗組成的,它能以飛接觸形式檢測出人體中輻射出的紅外線變化量,並將其轉變成電壓訊號輸出。

熱釋電紅外線感測器除了要裝菲涅爾透鏡提高靈敏度外,還需要配備必需的電路,才能組成完整的檢測電路。這些電路包括高、低通放大器、電壓比較器、延時電路及執行電路或電器等。

由於熱釋電紅外線感測器監控的範圍是乙個立體空間而不是一條線或乙個平面,而且耗電極微,故利用熱釋電紅外線感測器可以製成各種防入侵報警系統、安全裝置、自動技能裝置、非接觸溫度測量及火災報警器等。而本實驗就是用其來製成自動節能燈的。

本實驗由時基積體電路ne555構成的紅外感應式延遲電路。使用於家庭衛生間照明或者衛生間鏡前開關,只要人走近等時燈就點亮,離開後燈就會自動熄滅。

實驗電路

電路主要有紅外反射模組ic1、時基積體電路ic2、可控矽vs1及電源電路等幾部分組成。

2.2供電電路

220v交流電源一路加到燈泡hl上端與單向可控矽vs1的下端,當vs1導通時hl即課點亮;另一路加到電源變壓器t初級,經變壓後從其次級輸出9v交流低壓,該電壓又經vd1-vd4橋式整流、c5濾波,得到的直流電壓提供給控制電路作工作電源。

2.3紅外光發射接收電路

該電路主要由ic1(tx05d)為主構成。ic1整合塊內部設定有併排安裝的紅外發光管與紅外置收管,通電後紅外發光管即向外發射頻率為40khz的調製紅外線。

2.3.1前方無物體阻擋

當紅外發光管向外發射紅外線前方無物體阻擋時,紅外置收管由於收不到紅外管發出的紅外光線,ic1的out輸出端無訊號輸出,三極體vt1處於截止狀態,由於c3電容充滿電荷,ic2的閥值端6腳位高電平,時基電路處於復位狀態,ic2輸出端3腳為低電平,可控矽vs1因無觸發電流而處於關斷狀態,故hl燈泡不會點亮。

2.4器件要求

2.4.1感測器

ic1可選用天津特新電子廠生產的紅外反射探測模組tx05d。該模組安裝在尺寸為46.5mm*32mm*17mm小塑料盒內,盒上還有安裝支架。

小盒前側併排安裝有紅外置收管與紅外發光管,旁側面有一發光二極體指示燈與乙個靈敏度調節孔,指示燈用來指示模組的工作狀態。平時該燈熄滅,一旦有反射阻擋物時,指示燈發光。調節孔用來調節發射探測距離,順時針調節可加大探測距離,逆時針調節則縮小探測距離。

模組的探測距離還與工作電壓高低有關,電壓高探測距離大,反之則距離小。模組標稱工作電壓範圍為5~12v,對應最大探測距離為30~120mm。模組外引線是一根長約2m的雙芯遮蔽線,遮蔽層為電源負極,紅色芯線為電源正極,白色芯線為訊號輸出線out。

2.4.2可控矽

vs1可用mcr100-8小型塑料單向可控矽;也可以改用mac94a4型等小型塑料雙向可控矽來控制,但應將r3的電阻值相應減小一些。

2.4.3電源變壓器

電源變壓器t可選喲就個220v/9v、5va小型變壓器。

2.5除錯說明

安裝好電路以後,即可進行調整,只要適當調整一下rp1的值,使延遲點亮的時間合適即可。

感測器原理與應用習題

第一章感測器的一般特性 1 從某直流測速發電機試驗中,獲得如下結果 試繪製轉速和輸出電壓的關係曲線,並確定 1 該測速發電機的靈敏度。2 該測速發電機的線性度。2 已知一熱電偶的時間常數 10s,若用它來測量一台爐子的溫度,爐內溫度在540 c和500 c 之間按近似正弦曲線波動,週期為80s,靜態...

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