第十三章 傳感器應(yīng)用實(shí)例

1、一、光電傳感器應(yīng)用實(shí)例一、光電傳感器應(yīng)用實(shí)例1.路燈光電控制器路燈光電控制器 該控制器由于采用光電倍增管作為光傳感器，電路的該控制器由于采用光電倍增管作為光傳感器，電路的靈敏度高，能有效地防止電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的不穩(wěn)定過(guò)程。靈敏度高，能有效地防止電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的不穩(wěn)定過(guò)程。電路中還設(shè)置有延時(shí)電路，具有對(duì)雷電和各種短時(shí)強(qiáng)光的電路中還設(shè)置有延時(shí)電路，具有對(duì)雷電和各種短時(shí)強(qiáng)光的抗干擾能力?？垢蓴_能力。 路燈光電控制器的電路，路燈光電控制器的電路，如圖如圖13-1所示所示。電路主要由。電路主要由光電轉(zhuǎn)換級(jí)、運(yùn)放滯后比較級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)等組成光電轉(zhuǎn)換級(jí)、運(yùn)放滯后比較級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)等組成。 l 白天，當(dāng)光電管白天，當(dāng)光

2、電管VT1的光電陰極受到較強(qiáng)的光照時(shí)，光的光電陰極受到較強(qiáng)的光照時(shí)，光電管產(chǎn)生的光電流使得場(chǎng)效應(yīng)管電管產(chǎn)生的光電流使得場(chǎng)效應(yīng)管VT2柵極上的正電壓增高，柵極上的正電壓增高，漏源電流增大，這時(shí)在運(yùn)算放大器漏源電流增大，這時(shí)在運(yùn)算放大器IC的反相輸入端的電壓的反相輸入端的電壓約為約為+3.1V，所以運(yùn)算放大器輸出為負(fù)電壓，所以運(yùn)算放大器輸出為負(fù)電壓，VD7為截止?fàn)顬榻刂範(fàn)顟B(tài)，態(tài)，VT3也處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器也處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器K不工作，其觸點(diǎn)不工作，其觸點(diǎn)K1為常為常開(kāi)狀態(tài)，因此路燈不亮。到了傍晚時(shí)分，由于環(huán)境光線漸開(kāi)狀態(tài)，因此路燈不亮。到了傍晚時(shí)分，由于環(huán)境光線漸弱，光電管弱，光電管VT1的電

3、流也減小，使得場(chǎng)效應(yīng)管的電流也減小，使得場(chǎng)效應(yīng)管VT2柵極電壓柵極電壓和漏源電流隨之減小。這時(shí)在運(yùn)算放大器和漏源電流隨之減小。這時(shí)在運(yùn)算放大器IC反相輸入端上反相輸入端上的電壓為負(fù)電壓，在其輸出端輸出有的電壓為負(fù)電壓，在其輸出端輸出有+13V的電壓，因此的電壓，因此VD7導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT3隨之導(dǎo)通飽和，繼電器隨之導(dǎo)通飽和，繼電器K工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)K1閉合，路燈被點(diǎn)亮。到第二天清晨，由于光照的加強(qiáng)，閉合，路燈被點(diǎn)亮。到第二天清晨，由于光照的加強(qiáng)，電路則自動(dòng)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)。電路則自動(dòng)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)。 l 為防止雷雨天的閃電或突然短時(shí)間的強(qiáng)光照射，使電為防止雷雨天的閃電或突然短時(shí)間的

4、強(qiáng)光照射，使電路造成誤動(dòng)作，在電路中，由路造成誤動(dòng)作，在電路中，由C1、R1反光電管的內(nèi)阻構(gòu)成反光電管的內(nèi)阻構(gòu)成一個(gè)延時(shí)電路，延時(shí)為一個(gè)延時(shí)電路，延時(shí)為35s，這樣即使有短時(shí)的強(qiáng)光作用，這樣即使有短時(shí)的強(qiáng)光作用（例如電閃、手電筒的慢晃），也不會(huì)使電路翻轉(zhuǎn)，仍能（例如電閃、手電筒的慢晃），也不會(huì)使電路翻轉(zhuǎn)，仍能保持電路的正常工作。保持電路的正常工作。l 為防止自然光從亮到暗變化時(shí)不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生，在為防止自然光從亮到暗變化時(shí)不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生，在電路中還接有正反饋電阻電路中還接有正反饋電阻R11。R11的一端接在運(yùn)算放大器的一端接在運(yùn)算放大器IC的輸出端，另一端經(jīng)的輸出端，另一端經(jīng)R6 、R7分壓

5、后接在分壓后接在IC的同相輸入的同相輸入端。由于有了正反饋，只要電路一轉(zhuǎn)換，就會(huì)使電路處于端。由于有了正反饋，只要電路一轉(zhuǎn)換，就會(huì)使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)。 l2.光控閃光標(biāo)志燈光控閃光標(biāo)志燈 l 光控閃光標(biāo)志燈電路光控閃光標(biāo)志燈電路如圖如圖13-2所示所示。電路主要由。電路主要由M5332L通用集成電路通用集成電路IC、光敏三極管、光敏三極管VT1及外圍元件等組及外圍元件等組成。成。l 白天，光敏三極管白天，光敏三極管VT1受到光照內(nèi)阻很小，使受到光照內(nèi)阻很小，使IC的輸?shù)妮斎腚妷焊哂诨鶞?zhǔn)電壓，于是入電壓高于基準(zhǔn)電壓，于是IC的的6腳輸出為高電平，標(biāo)志腳輸出為高電平，標(biāo)志燈燈E不亮。夜晚

6、，無(wú)光照射光敏三極管不亮。夜晚，無(wú)光照射光敏三極管VT1，其內(nèi)阻增大，其內(nèi)阻增大，使使IC的輸入電壓低于基準(zhǔn)電壓，于是的輸入電壓低于基準(zhǔn)電壓，于是IC內(nèi)部振蕩器開(kāi)始振內(nèi)部振蕩器開(kāi)始振蕩，其頻率為蕩，其頻率為1.8Hz，與此同時(shí)，與此同時(shí)，IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器也開(kāi)始內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器也開(kāi)始工作，使工作，使IC的的6腳輸出低電平，在振蕩器的控制下，標(biāo)志腳輸出低電平，在振蕩器的控制下，標(biāo)志燈燈E以以1.8Hz頻率閃爍發(fā)光，以警示有路障存在。頻率閃爍發(fā)光，以警示有路障存在。 l圖圖13-2光控閃光標(biāo)志燈電路原理圖光控閃光標(biāo)志燈電路原理圖 l3.光控閃爍安全警示燈光控閃爍安全警示燈l 道路施工時(shí)，需在施工現(xiàn)場(chǎng)掛上

7、紅色安全警示燈，以道路施工時(shí)，需在施工現(xiàn)場(chǎng)掛上紅色安全警示燈，以保護(hù)行人和行車(chē)的安全。高層建筑物的頂端按有關(guān)的規(guī)定保護(hù)行人和行車(chē)的安全。高層建筑物的頂端按有關(guān)的規(guī)定必需設(shè)置紅色警示燈，以確保飛機(jī)的安全航行。光控閃爍必需設(shè)置紅色警示燈，以確保飛機(jī)的安全航行。光控閃爍安全警示燈比現(xiàn)在用的紅色警示燈增加了光控和閃爍功能，安全警示燈比現(xiàn)在用的紅色警示燈增加了光控和閃爍功能，白天可自動(dòng)熄滅，傍晚可自動(dòng)點(diǎn)亮并發(fā)出十分引人注目的白天可自動(dòng)熄滅，傍晚可自動(dòng)點(diǎn)亮并發(fā)出十分引人注目的閃爍光。閃爍光。 l 光控閃爍安全警示燈光控閃爍安全警示燈電路圖見(jiàn)圖電路圖見(jiàn)圖13-3所示所示。它由極少數(shù)。它由極少數(shù)元件組成，其中

8、光敏元件采用元件組成，其中光敏元件采用ds光敏電阻，光敏電阻，VS為雙向晶為雙向晶閘管，它的觸發(fā)電壓經(jīng)雙向觸發(fā)二極管閘管，它的觸發(fā)電壓經(jīng)雙向觸發(fā)二極管VD從電容從電容C兩端兩端取得。取得。 圖圖13-3 光控閃爍安全警示燈電路圖光控閃爍安全警示燈電路圖l 當(dāng)接通電源后，當(dāng)接通電源后，220V交流電經(jīng)二極管交流電經(jīng)二極管VDl半波整流，通半波整流，通過(guò)過(guò)1向向C充電，因充電電流很小，警示燈不會(huì)點(diǎn)亮。充電，因充電電流很小，警示燈不會(huì)點(diǎn)亮。 l C上的充電電壓取決于上的充電電壓取決于1和光敏電阻和光敏電阻RL的分壓值。的分壓值。 l 白天，光敏電阻白天，光敏電阻RL受自然光源的照射呈現(xiàn)低阻值，電容受

9、自然光源的照射呈現(xiàn)低阻值，電容C兩端的電壓超不過(guò)雙向觸發(fā)二極管兩端的電壓超不過(guò)雙向觸發(fā)二極管VD2的轉(zhuǎn)折電壓，雙向晶的轉(zhuǎn)折電壓，雙向晶閘管閘管VS因無(wú)觸發(fā)電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，警示燈因無(wú)觸發(fā)電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，警示燈E不亮。不亮。l 夜晚，環(huán)境自然光變暗，光敏電阻夜晚，環(huán)境自然光變暗，光敏電阻RL呈現(xiàn)高阻值，電容呈現(xiàn)高阻值，電容C兩端的電壓不斷增高，當(dāng)電壓超過(guò)雙向觸發(fā)二極管兩端的電壓不斷增高，當(dāng)電壓超過(guò)雙向觸發(fā)二極管VD2的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，折電壓時(shí)，VD2導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C通過(guò)通過(guò)VD2和和R2放電，雙向晶閘放電，雙向晶閘管獲得足夠的觸發(fā)電流而導(dǎo)通，警示燈管獲得足夠的觸發(fā)電流而導(dǎo)通，警示燈E

10、點(diǎn)亮。點(diǎn)亮。l 當(dāng)電容當(dāng)電容C上的電壓放電到一定程度時(shí)，雙向觸發(fā)二極管上的電壓放電到一定程度時(shí)，雙向觸發(fā)二極管重新截止，雙向晶閘管失去觸發(fā)電流而關(guān)斷，警示燈熄滅。重新截止，雙向晶閘管失去觸發(fā)電流而關(guān)斷，警示燈熄滅。之后重復(fù)上述過(guò)程，使警示燈發(fā)出閃爍的亮光。之后重復(fù)上述過(guò)程，使警示燈發(fā)出閃爍的亮光。 l4.測(cè)光文具盒測(cè)光文具盒 l 測(cè)光文具盒是在文具盒上加裝測(cè)光電路組成的，它不但測(cè)光文具盒是在文具盒上加裝測(cè)光電路組成的，它不但有文具盒的功能，又能顯示光線的強(qiáng)弱，可指導(dǎo)學(xué)生在合適有文具盒的功能，又能顯示光線的強(qiáng)弱，可指導(dǎo)學(xué)生在合適的光線下學(xué)習(xí)，以保護(hù)學(xué)生的視力。的光線下學(xué)習(xí)，以保護(hù)學(xué)生的視力。l

11、圖圖13-4是測(cè)光文具盒的測(cè)光電路是測(cè)光文具盒的測(cè)光電路。電路中采用。電路中采用2CR11硅硅光電池作為測(cè)光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感光電池作為測(cè)光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感受光的強(qiáng)弱。采用兩個(gè)發(fā)光二極管作為光照強(qiáng)弱的指示。當(dāng)受光的強(qiáng)弱。采用兩個(gè)發(fā)光二極管作為光照強(qiáng)弱的指示。當(dāng)光照度小于光照度小于100lx較暗時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導(dǎo)體管較暗時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導(dǎo)體管壓降較大或處于截止?fàn)顟B(tài)，兩個(gè)發(fā)光二極管都不亮；當(dāng)光照壓降較大或處于截止?fàn)顟B(tài)，兩個(gè)發(fā)光二極管都不亮；當(dāng)光照度在度在100200lx之間時(shí)，發(fā)光二極管之間時(shí)，發(fā)光二極管VD2點(diǎn)亮，表示光照度點(diǎn)亮，

12、表示光照度適中；當(dāng)光照度大于適中；當(dāng)光照度大于2001x時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導(dǎo)時(shí)，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導(dǎo)體管壓降較小，此時(shí)兩個(gè)發(fā)光二極管均點(diǎn)亮，表示光照太強(qiáng)體管壓降較小，此時(shí)兩個(gè)發(fā)光二極管均點(diǎn)亮，表示光照太強(qiáng)了。借助測(cè)光表調(diào)節(jié)電位器了。借助測(cè)光表調(diào)節(jié)電位器RP和和R可使電路滿足上述要求?？墒闺娐窛M足上述要求。 圖圖13-4 測(cè)光文具盒的測(cè)光電路測(cè)光文具盒的測(cè)光電路l5.太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制器太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制器 l 控制器采用四只光敏傳感器和兩個(gè)比較器，分別構(gòu)成控制器采用四只光敏傳感器和兩個(gè)比較器，分別構(gòu)成兩個(gè)光控比較器，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)能接收器自?xún)蓚€(gè)光控比較器，控制電機(jī)的正

13、反轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)能接收器自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，見(jiàn)圖見(jiàn)圖13-5所示所示。l 控制電路見(jiàn)圖控制電路見(jiàn)圖13-6。雙運(yùn)放。雙運(yùn)放LM358與與R1、R構(gòu)成兩個(gè)構(gòu)成兩個(gè)比較器，光敏電阻比較器，光敏電阻B、B與電位器與電位器RP1和光敏電阻和光敏電阻B、B4與電位器與電位器RP分別組成光敏傳感電路。為了能根據(jù)環(huán)境光分別組成光敏傳感電路。為了能根據(jù)環(huán)境光線的強(qiáng)弱自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，將線的強(qiáng)弱自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，將Bl和和B安裝在控制電路外殼的安裝在控制電路外殼的一側(cè)，一側(cè)，B和和B4安裝在控制電路外殼的另一側(cè)，如圖安裝在控制電路外殼的另一側(cè)，如圖13-6所所示。示。 l圖圖13-5 太陽(yáng)能接收裝置結(jié)構(gòu)圖太陽(yáng)

14、能接收裝置結(jié)構(gòu)圖l圖圖13-6 太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制電路圖太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制電路圖l 當(dāng)當(dāng)B1、B、B3和和B4同時(shí)受到環(huán)境自然溫度光線作用時(shí)，同時(shí)受到環(huán)境自然溫度光線作用時(shí)，RP1和和RP2中心點(diǎn)電壓不變。中心點(diǎn)電壓不變。l 如果只有如果只有Bl和和B受陽(yáng)光照射，受陽(yáng)光照射，Bl的內(nèi)阻減小，的內(nèi)阻減小，ICa同同相端電位升高，輸出端輸出高電位，三極管相端電位升高，輸出端輸出高電位，三極管VT1導(dǎo)通，繼導(dǎo)通，繼電器電器K1工作，其觸點(diǎn)工作，其觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)與觸點(diǎn)1閉合。同時(shí)閉合。同時(shí)B內(nèi)阻減小，內(nèi)阻減小，IC1b的同相端電位下降，的同相端電位下降，不工作，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)不工作，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)與觸點(diǎn)

15、2仍處于閉合狀態(tài)，電機(jī)仍處于閉合狀態(tài)，電機(jī)M正向轉(zhuǎn)動(dòng)；正向轉(zhuǎn)動(dòng)；l 同理，如果只有同理，如果只有B和和受太陽(yáng)光照射，繼電器受太陽(yáng)光照射，繼電器K2工工作，作，K1停止工作，則電機(jī)停止工作，則電機(jī)M反向轉(zhuǎn)動(dòng)。反向轉(zhuǎn)動(dòng)。l 當(dāng)太陽(yáng)能接收器旋轉(zhuǎn)面向太陽(yáng)時(shí)，此時(shí)控制電路外殼當(dāng)太陽(yáng)能接收器旋轉(zhuǎn)面向太陽(yáng)時(shí)，此時(shí)控制電路外殼兩側(cè)的光照度相同，繼電器兩側(cè)的光照度相同，繼電器K和和k同時(shí)工作，電機(jī)同時(shí)工作，電機(jī)M停停止轉(zhuǎn)動(dòng)。止轉(zhuǎn)動(dòng)。 l6.光控自動(dòng)水龍頭光控自動(dòng)水龍頭 l 光控自動(dòng)水龍頭的電路，光控自動(dòng)水龍頭的電路，見(jiàn)圖見(jiàn)圖13-7所示所示。IC1組成組成40KHz的多諧振蕩器，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管的多諧振蕩器，

16、驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管VD1向外發(fā)出紅向外發(fā)出紅外光，該紅外光經(jīng)凸透鏡聚焦后被紅外接收二極管外光，該紅外光經(jīng)凸透鏡聚焦后被紅外接收二極管VD2接收。接收。IC2是一個(gè)專(zhuān)用紅外線接收放大器，內(nèi)含前置放大、濾波、是一個(gè)專(zhuān)用紅外線接收放大器，內(nèi)含前置放大、濾波、積分檢波、整形電路，并可為積分檢波、整形電路，并可為VD2提供偏置電壓。提供偏置電壓。IC的中的中心頻率由心頻率由確定，為確定，為40KHz。l 當(dāng)紅外接收二極管當(dāng)紅外接收二極管VD2接收到接收到VD1發(fā)出的紅外調(diào)制光時(shí)，發(fā)出的紅外調(diào)制光時(shí)，IC第第7腳變?yōu)榈碗娖?，使腳變?yōu)榈碗娖?，使VT截止，繼電器截止，繼電器K不工作，其不工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)常開(kāi)觸

17、點(diǎn)K1使電磁閥使電磁閥DF得不到電，因此水龍頭處于關(guān)閉狀得不到電，因此水龍頭處于關(guān)閉狀態(tài)，這也是水龍頭的一般狀態(tài)。態(tài)，這也是水龍頭的一般狀態(tài)。l圖圖13-7 光控水龍頭電路圖光控水龍頭電路圖l 當(dāng)有人洗手時(shí)，手擋住了當(dāng)有人洗手時(shí)，手擋住了VD1發(fā)往發(fā)往VD2的紅外光線，的紅外光線，IC2第第7腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，使腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，使VT導(dǎo)通，繼電器導(dǎo)通，繼電器K工工準(zhǔn)，其觸點(diǎn)準(zhǔn)，其觸點(diǎn)K1閉合，電磁閥閉合，電磁閥DF動(dòng)作，水經(jīng)電磁閥動(dòng)作，水經(jīng)電磁閥DF自動(dòng)自動(dòng)流出。洗手完畢，人走手離，流出。洗手完畢，人走手離，VD1發(fā)出的紅外光線又照射發(fā)出的紅外光線又照射到到V上，電磁閥又恢復(fù)到平時(shí)關(guān)

18、閉狀態(tài)。上，電磁閥又恢復(fù)到平時(shí)關(guān)閉狀態(tài)。 l 光控自動(dòng)水龍頭用于公共場(chǎng)合，不但可節(jié)約用水，還光控自動(dòng)水龍頭用于公共場(chǎng)合，不但可節(jié)約用水，還可防止傳染病的感染?？煞乐箓魅静〉母腥?。 l7.聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān) l 聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)是一種用于樓梯、走廊、公廁等場(chǎng)聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)是一種用于樓梯、走廊、公廁等場(chǎng)合的照明開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)在白天呈關(guān)閉狀態(tài)，在夜晚，只合的照明開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)在白天呈關(guān)閉狀態(tài)，在夜晚，只要有聲響便可開(kāi)啟，延時(shí)要有聲響便可開(kāi)啟，延時(shí)45s后又自動(dòng)關(guān)閉。聲控光敏延時(shí)后又自動(dòng)關(guān)閉。聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)電路如圖開(kāi)關(guān)電路如圖13-8所示所示。白天光敏電阻。白天光敏電阻RL受光照射呈

19、低阻受光照射呈低阻狀態(tài)，使半導(dǎo)體管狀態(tài)，使半導(dǎo)體管VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT4、VT5截止，截止，VT6導(dǎo)通，導(dǎo)通，晶閘管晶閘管VT7截止，燈泡截止，燈泡E處于熄滅狀態(tài)。由于處于熄滅狀態(tài)。由于VT3一直處于一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，不管有什么聲響，燈泡導(dǎo)通狀態(tài)，因此，不管有什么聲響，燈泡E都不會(huì)點(diǎn)亮。都不會(huì)點(diǎn)亮。l 天黑時(shí)，光敏電阻無(wú)光照射，內(nèi)阻增大，使天黑時(shí)，光敏電阻無(wú)光照射，內(nèi)阻增大，使VT3處于截處于截止?fàn)顟B(tài)，如無(wú)聲響，則電路仍同白天相同。止?fàn)顟B(tài)，如無(wú)聲響，則電路仍同白天相同。 l圖圖13-8 聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)電路聲控光敏延時(shí)開(kāi)關(guān)電路l 當(dāng)有聲響時(shí)當(dāng)有聲響時(shí)(如人的腳步聲如人的腳步聲)，話筒，

20、話筒B接受聲響信號(hào)并接受聲響信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)VT1、VT放大后，使放大后，使VT4導(dǎo)導(dǎo)通，電源經(jīng)通，電源經(jīng)V、VD給電容給電容C3迅速充電，并使迅速充電，并使VT5導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT6截止，觸發(fā)晶閘管截止，觸發(fā)晶閘管V7導(dǎo)通，點(diǎn)亮燈泡導(dǎo)通，點(diǎn)亮燈泡E。聲響。聲響消失后，由于消失后，由于C3緩慢放電的作用，使緩慢放電的作用，使VT5在延時(shí)在延時(shí)s后后轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，并使轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，并使VT6導(dǎo)通，晶閘管導(dǎo)通，晶閘管V7又恢復(fù)截止?fàn)钣只謴?fù)截止?fàn)顟B(tài)，燈泡熄滅。態(tài)，燈泡熄滅。 l8.光控定時(shí)報(bào)欄燈光控定時(shí)報(bào)欄燈 l 光控定時(shí)報(bào)欄燈采用光敏三極管做感光器件，在傍晚光控定時(shí)

21、報(bào)欄燈采用光敏三極管做感光器件，在傍晚光線較暗時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮，點(diǎn)亮光線較暗時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮，點(diǎn)亮4小時(shí)后自動(dòng)熄滅，從根本上小時(shí)后自動(dòng)熄滅，從根本上解決午夜后報(bào)欄燈一直點(diǎn)到天亮的工作方式，既省工又節(jié)解決午夜后報(bào)欄燈一直點(diǎn)到天亮的工作方式，既省工又節(jié)電。電。 l 圖圖13-9是光控定時(shí)報(bào)欄燈的電路圖是光控定時(shí)報(bào)欄燈的電路圖。它主要由單穩(wěn)態(tài)。它主要由單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、脈沖形成與放大電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)電路等構(gòu)成。延時(shí)電路、脈沖形成與放大電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)電路等構(gòu)成。 l 光控單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路由光控單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路由555時(shí)基電路時(shí)基電路IC1、光敏三極管、光敏三極管VT1、電位器、電位器RPl、電容、電容C1等組成。脈沖形成

22、和放大電路等組成。脈沖形成和放大電路由由C3、VT2與及電阻等組成。與及電阻等組成。 l 定時(shí)開(kāi)關(guān)電路由晶閘管定時(shí)開(kāi)關(guān)電路由晶閘管VT3、VT4、IC2、IC3、IC4等等構(gòu)成構(gòu)成。 l圖圖13-9 光控定時(shí)報(bào)欄燈的電路圖光控定時(shí)報(bào)欄燈的電路圖l 白天，光敏三極管白天，光敏三極管VT1處于導(dǎo)通狀態(tài)，電源向處于導(dǎo)通狀態(tài)，電源向C1充電，充電，ICI輸出低電平，由于輸出低電平，由于C3兩端電位相等，兩端電位相等，VT2處于截止?fàn)钐幱诮刂範(fàn)顟B(tài)，晶閘管態(tài)，晶閘管VT3和和VT4處于阻斷狀態(tài)。所以定時(shí)開(kāi)關(guān)電路處于阻斷狀態(tài)。所以定時(shí)開(kāi)關(guān)電路和報(bào)欄燈均不工作。和報(bào)欄燈均不工作。l 傍晚，光線漸弱，光敏三極管

23、逐漸趨向截止，最終使傍晚，光線漸弱，光敏三極管逐漸趨向截止，最終使ICI輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生一階躍電壓，經(jīng)輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生一階躍電壓，經(jīng)R2、C3微分后成為正尖脈沖，再經(jīng)放大后觸發(fā)晶閘管微分后成為正尖脈沖，再經(jīng)放大后觸發(fā)晶閘管VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，使常開(kāi)固態(tài)繼電器使常開(kāi)固態(tài)繼電器SSR接通報(bào)欄燈電源，使報(bào)欄目光燈點(diǎn)接通報(bào)欄燈電源，使報(bào)欄目光燈點(diǎn)燃。與此同時(shí)，延時(shí)開(kāi)關(guān)電路開(kāi)始工作，電源通過(guò)燃。與此同時(shí)，延時(shí)開(kāi)關(guān)電路開(kāi)始工作，電源通過(guò)VT3和和R7向電容向電容C5充電。充電。 l 555時(shí)基電路和時(shí)基電路和IC組成時(shí)鐘振蕩源，其振蕩周期為組成時(shí)鐘振蕩源，其振蕩周期為s，其輸出端

24、直接禍合至，其輸出端直接禍合至IC3的時(shí)鐘輸入端，通過(guò)的時(shí)鐘輸入端，通過(guò)4級(jí)二進(jìn)級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器制計(jì)數(shù)器/分頻器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)分頻，以累計(jì)脈沖個(gè)分頻器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)分頻，以累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，達(dá)到長(zhǎng)延時(shí)的目的。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的延時(shí)時(shí)間時(shí)，數(shù)，達(dá)到長(zhǎng)延時(shí)的目的。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的延時(shí)時(shí)間時(shí)，IC3輸出端便輸出高電平，經(jīng)非門(mén)電路增大驅(qū)動(dòng)功率在而電容輸出端便輸出高電平，經(jīng)非門(mén)電路增大驅(qū)動(dòng)功率在而電容C9上的電壓又不能突變，使晶閘管第二陽(yáng)極的電壓通過(guò)上的電壓又不能突變，使晶閘管第二陽(yáng)極的電壓通過(guò)VD與電容與電容C上的電壓迭加，造成晶閘管上的電壓迭加，造成晶閘管VT3上陰極電上陰極電位在此瞬間高于陽(yáng)極電位，導(dǎo)致位

25、在此瞬間高于陽(yáng)極電位，導(dǎo)致VT3關(guān)斷，使固態(tài)繼電器關(guān)斷，使固態(tài)繼電器失電，斷開(kāi)日光燈的電源，報(bào)欄燈熄滅。失電，斷開(kāi)日光燈的電源，報(bào)欄燈熄滅。l 此后，此后，IC輸出端一直處于高電平，電容輸出端一直處于高電平，電容C也充過(guò)也充過(guò)電使電使VT一直處于截止?fàn)顟B(tài)，阻塞了一直處于截止?fàn)顟B(tài)，阻塞了VT3的導(dǎo)通。只有等的導(dǎo)通。只有等到天明時(shí)，才會(huì)使到天明時(shí)，才會(huì)使IC1的輸出端重新變?yōu)榈碗娖?，使的輸出端重新變?yōu)榈碗娖剑笴3上上的電荷放掉，為晶閘管的電荷放掉，為晶閘管VT3的再次導(dǎo)通創(chuàng)造條件。的再次導(dǎo)通創(chuàng)造條件。 l9.紅外自動(dòng)干手器紅外自動(dòng)干手器 l 圖圖13-10是紅外自動(dòng)干手器的電路是紅外自動(dòng)干手器的

26、電路。它是一個(gè)由六反相。它是一個(gè)由六反相器器CD4069組成的紅外控制電路。反向器組成的紅外控制電路。反向器F1、F2、半導(dǎo)體、半導(dǎo)體三極管三極管VT1及紅外發(fā)射二極管及紅外發(fā)射二極管VD1等組成紅外光脈沖信號(hào)等組成紅外光脈沖信號(hào)發(fā)射電路。紅外光敏二極管發(fā)射電路。紅外光敏二極管VD及后續(xù)電路組成紅外光脈及后續(xù)電路組成紅外光脈沖的接收、放大、整形、濾波及開(kāi)關(guān)電路。沖的接收、放大、整形、濾波及開(kāi)關(guān)電路。 l 當(dāng)我們將于放在干手器的下方當(dāng)我們將于放在干手器的下方1015cm時(shí)，由時(shí)，由VD1發(fā)發(fā)射的紅外光線經(jīng)人手反射后被紅外光敏二極管射的紅外光線經(jīng)人手反射后被紅外光敏二極管VD接收并接收并轉(zhuǎn)換成脈沖

27、電壓信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換成脈沖電壓信號(hào)，經(jīng)VT、VT3放大，再經(jīng)反相器放大，再經(jīng)反相器F3、F4整形，并通過(guò)整形，并通過(guò)VD3向向C6充電變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反相器充電變?yōu)楦唠娖剑?jīng)反相器F變?yōu)榈碗娖?，使變?yōu)榈碗娖?，使VT4導(dǎo)通，繼電器導(dǎo)通，繼電器K得電工作，其觸點(diǎn)得電工作，其觸點(diǎn)K1閉合，接通電熱風(fēng)機(jī)的電源，熱風(fēng)吹向手部進(jìn)行干燥處理。閉合，接通電熱風(fēng)機(jī)的電源，熱風(fēng)吹向手部進(jìn)行干燥處理。l圖圖13-10 紅外自動(dòng)干手器電圖路紅外自動(dòng)干手器電圖路 l 與此同時(shí)，發(fā)光二極管與此同時(shí)，發(fā)光二極管VD5也點(diǎn)亮，告知熱風(fēng)機(jī)電路也點(diǎn)亮，告知熱風(fēng)機(jī)電路已被啟動(dòng)。為防止人手晃動(dòng)而偏離光控部分，造成短時(shí)的已被啟動(dòng)。為防止人手

28、晃動(dòng)而偏離光控部分，造成短時(shí)的信號(hào)消失，而使電路不能連續(xù)王作，在電路中由信號(hào)消失，而使電路不能連續(xù)王作，在電路中由VD3、R12、C6組成延時(shí)關(guān)機(jī)電路。當(dāng)手離開(kāi)光控部分時(shí)，組成延時(shí)關(guān)機(jī)電路。當(dāng)手離開(kāi)光控部分時(shí)，C6通通過(guò)過(guò)R12需要一段時(shí)間，因此在短時(shí)間內(nèi)需要一段時(shí)間，因此在短時(shí)間內(nèi)C6上仍可保持高電上仍可保持高電平存在，使后級(jí)電路仍保持原工作狀態(tài)不變。延時(shí)時(shí)間一平存在，使后級(jí)電路仍保持原工作狀態(tài)不變。延時(shí)時(shí)間一般為般為3s就夠了。就夠了。 l二、溫度傳感器應(yīng)用實(shí)例二、溫度傳感器應(yīng)用實(shí)例l1.食用菌烘箱食用菌烘箱l 蘑菇、木耳等食用菌是我國(guó)出口的主要農(nóng)副產(chǎn)品之一。蘑菇、木耳等食用菌是我國(guó)出口的

29、主要農(nóng)副產(chǎn)品之一。能及時(shí)地將鮮食用菌烘成干成品，這對(duì)減少食用菌專(zhuān)業(yè)戶的能及時(shí)地將鮮食用菌烘成干成品，這對(duì)減少食用菌專(zhuān)業(yè)戶的經(jīng)濟(jì)損失，顯然是非常重要的一環(huán)。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的食用菌烘干經(jīng)濟(jì)損失，顯然是非常重要的一環(huán)。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的食用菌烘干箱電路箱電路見(jiàn)圖見(jiàn)圖13-11所示所示。l 市電經(jīng)市電經(jīng)C1降壓，降壓，VD1整流，整流，C2濾波濾波，R2限流后，經(jīng)限流后，經(jīng)VD2穩(wěn)穩(wěn)壓在壓在10V左右給電源供電。由兩個(gè)左右給電源供電。由兩個(gè)555時(shí)基電路時(shí)基電路ICl、IC2與外與外圍元件組成兩個(gè)多諧振蕩器，它們輸出的周期電平，控制著圍元件組成兩個(gè)多諧振蕩器，它們輸出的周期電平，控制著雙向晶閘管的導(dǎo)通與截止。其中電

30、位器雙向晶閘管的導(dǎo)通與截止。其中電位器RP1、RP3可調(diào)節(jié)多諧可調(diào)節(jié)多諧振蕩器波形的占空比。由于溫度傳感器振蕩器波形的占空比。由于溫度傳感器RT和濕度傳感器和濕度傳感器RS分分別接在別接在ICI和和IC2的控制極上，它們的阻值變化將會(huì)影響振蕩的控制極上，它們的阻值變化將會(huì)影響振蕩器的工作。器的工作。l 溫度傳感器選用正溫度系數(shù)的熱敏電阻，而濕度傳感溫度傳感器選用正溫度系數(shù)的熱敏電阻，而濕度傳感器則選用濕度增大阻值減少的濕敏電阻。調(diào)節(jié)器則選用濕度增大阻值減少的濕敏電阻。調(diào)節(jié)RP2、RP 4可分別設(shè)定溫度及濕度控制點(diǎn)。可分別設(shè)定溫度及濕度控制點(diǎn)。 l 當(dāng)烘箱開(kāi)始工作時(shí)，烘箱內(nèi)的溫度低，溫度傳感器的

31、當(dāng)烘箱開(kāi)始工作時(shí)，烘箱內(nèi)的溫度低，溫度傳感器的阻值小，阻值小，IC1工作，輸出的矩形波使雙向晶閘管工作，輸出的矩形波使雙向晶閘管VT5間歇導(dǎo)間歇導(dǎo)通給負(fù)載通給負(fù)載RL加熱。此時(shí)，放在箱內(nèi)的食用菌受熱，它們加熱。此時(shí)，放在箱內(nèi)的食用菌受熱，它們所含的水分被蒸發(fā)，箱內(nèi)的濕度增大，使?jié)穸葌鞲衅鞯淖杷乃直徽舭l(fā)，箱內(nèi)的濕度增大，使?jié)穸葌鞲衅鞯淖柚禍p小，值減小，IC2工作，使雙向晶閘管工作，使雙向晶閘管VT6工作，鼓風(fēng)機(jī)隨之轉(zhuǎn)工作，鼓風(fēng)機(jī)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，將箱內(nèi)的水蒸汽從風(fēng)口排出。動(dòng)，將箱內(nèi)的水蒸汽從風(fēng)口排出。l 當(dāng)箱內(nèi)溫度升高到設(shè)定的溫度時(shí)，當(dāng)箱內(nèi)溫度升高到設(shè)定的溫度時(shí)，IC1停止工作，停停止工作，停止給

32、負(fù)載止給負(fù)載RL加熱。就這樣電路可根據(jù)箱內(nèi)的溫度和濕度加熱。就這樣電路可根據(jù)箱內(nèi)的溫度和濕度的情況對(duì)加熱和排濕進(jìn)行自動(dòng)控制。的情況對(duì)加熱和排濕進(jìn)行自動(dòng)控制。 l2.電熱水器控溫器電熱水器控溫器l 圖圖13-12是電熱水器溫度控制器，電路主要由熱敏電阻、是電熱水器溫度控制器，電路主要由熱敏電阻、比較器、驅(qū)動(dòng)電路及加熱器比較器、驅(qū)動(dòng)電路及加熱器RL等組成。通過(guò)電路可自動(dòng)控等組成。通過(guò)電路可自動(dòng)控制加熱器的開(kāi)閉，使水溫保持在制加熱器的開(kāi)閉，使水溫保持在90。l 熱敏電阻在熱敏電阻在25時(shí)阻值為時(shí)阻值為100k，溫度系數(shù)為，溫度系數(shù)為1K/。在比較器在比較器IC的反相端加有的反相端加有3.9V的基準(zhǔn)電

33、壓，在比較器的基準(zhǔn)電壓，在比較器IC的的同相端加有由同相端加有由RP和熱敏電阻和熱敏電阻RT的分壓電壓。當(dāng)水溫低于的分壓電壓。當(dāng)水溫低于90時(shí)，比較器時(shí)，比較器IC輸出高電位，驅(qū)動(dòng)輸出高電位，驅(qū)動(dòng)VT1和和VT2導(dǎo)通，使繼導(dǎo)通，使繼電器電器K工作，閉合加熱器電路。工作，閉合加熱器電路。l 如果水溫高于如果水溫高于90時(shí)，比較器時(shí)，比較器IC輸出端變?yōu)榈碗娢?，輸出端變?yōu)榈碗娢唬琕T1和和VT2截止，繼電器則斷開(kāi)加熱器電路。調(diào)節(jié)截止，繼電器則斷開(kāi)加熱器電路。調(diào)節(jié)RP可以可以得到要求的水溫。得到要求的水溫。 l圖圖13-12 電熱水器溫度控制器電路圖電熱水器溫度控制器電路圖l3.恒溫土嚷加熱器恒溫土

34、嚷加熱器l 要想使蘑菇等植物茁壯成長(zhǎng)，僅靠玻璃或農(nóng)膜要想使蘑菇等植物茁壯成長(zhǎng)，僅靠玻璃或農(nóng)膜構(gòu)成的溫室是不夠的，還必須有溫暖的土壤。本加構(gòu)成的溫室是不夠的，還必須有溫暖的土壤。本加熱器可使小溫室內(nèi)的土壤溫度基本維持恒定。熱器可使小溫室內(nèi)的土壤溫度基本維持恒定。l 恒溫土壤加熱器的電路見(jiàn)恒溫土壤加熱器的電路見(jiàn)圖圖13-13所示所示。由集。由集成溫度傳感器成溫度傳感器IC1、運(yùn)算放大器、運(yùn)算放大器IC2等組成比較器。等組成比較器。其中電位器其中電位器RP1用來(lái)設(shè)定控制溫度。當(dāng)土壤溫度低用來(lái)設(shè)定控制溫度。當(dāng)土壤溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，集成溫度傳感器于設(shè)定溫度時(shí)，集成溫度傳感器AD590電流將減小，電流將

35、減小，使使IC2反相輸入端電位降低，反相輸入端電位降低，IC2輸出端輸出高電輸出端輸出高電平，平，VT1、VT2導(dǎo)通負(fù)載導(dǎo)通負(fù)載RL加熱。加熱。l圖圖13-13 恒溫土壤加熱器電路圖恒溫土壤加熱器電路圖l 隨著土壤溫度的升高，集成溫度傳感器隨著土壤溫度的升高，集成溫度傳感器AD590的電流增大，直至達(dá)到設(shè)定溫度，的電流增大，直至達(dá)到設(shè)定溫度， IC2反相輸入端反相輸入端的電壓高于同相輸入端的電壓，此時(shí)的電壓高于同相輸入端的電壓，此時(shí)IC2輸出低電輸出低電平，平，VT1、VT2截止，停止對(duì)負(fù)載截止，停止對(duì)負(fù)載RL的加熱，這樣的加熱，這樣就基本上保持了土壤溫度的恒定。就基本上保持了土壤溫度的恒定。

36、l 集成溫度傳感器必須放置在土壤中合適的位置，集成溫度傳感器必須放置在土壤中合適的位置，另外導(dǎo)線和加熱器應(yīng)有較好的絕緣。另外導(dǎo)線和加熱器應(yīng)有較好的絕緣。l4.自動(dòng)門(mén)控制電路自動(dòng)門(mén)控制電路l 圖圖13-14是自動(dòng)門(mén)控制電路原理圖。人體移動(dòng)探測(cè)采用新是自動(dòng)門(mén)控制電路原理圖。人體移動(dòng)探測(cè)采用新型熱釋電紅外線探測(cè)模塊型熱釋電紅外線探測(cè)模塊HN911。V1用作延時(shí)控制，通過(guò)調(diào)用作延時(shí)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器節(jié)電位器RPI便可改變延時(shí)控制的時(shí)間。光耦便可改變延時(shí)控制的時(shí)間。光耦MoC3020起交起交直流隔離作用。當(dāng)無(wú)人行走需要通過(guò)自動(dòng)門(mén)時(shí)，直流隔離作用。當(dāng)無(wú)人行走需要通過(guò)自動(dòng)門(mén)時(shí)，HN911輸出輸出端端1為低

37、電平，為低電平，V1無(wú)控制信號(hào)輸出，雙向晶閘管無(wú)控制信號(hào)輸出，雙向晶閘管V2關(guān)閉，負(fù)關(guān)閉，負(fù)載電機(jī)不工作，門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。載電機(jī)不工作，門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。l 當(dāng)有人接近自動(dòng)門(mén)時(shí)，當(dāng)有人接近自動(dòng)門(mén)時(shí)，HN911模塊檢知到人體紅外能量，模塊檢知到人體紅外能量，輸出端輸出端1為高電平輸出，雙向晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載電機(jī)工作，為高電平輸出，雙向晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載電機(jī)工作，打開(kāi)自動(dòng)門(mén)。打開(kāi)自動(dòng)門(mén)。l 當(dāng)自動(dòng)門(mén)運(yùn)行到位時(shí)，由限位開(kāi)關(guān)當(dāng)自動(dòng)門(mén)運(yùn)行到位時(shí)，由限位開(kāi)關(guān)S切斷電源。由于切斷電源。由于HN911模塊輸出端模塊輸出端2輸出的電平正好和輸出端輸出的電平正好和輸出端1的電平相反，的電平相反，故可用輸出端故可用輸出端

38、2的輸出控制自動(dòng)門(mén)關(guān)閉。的輸出控制自動(dòng)門(mén)關(guān)閉。 l圖圖13-14 自動(dòng)門(mén)控制電路原理圖自動(dòng)門(mén)控制電路原理圖l5.采用熱釋電紅外傳感器的燈控器采用熱釋電紅外傳感器的燈控器l 采用熱釋電紅外傳感器制作的燈控器，可實(shí)現(xiàn)采用熱釋電紅外傳感器制作的燈控器，可實(shí)現(xiàn)“人來(lái)人來(lái)燈亮，人走燈滅燈亮，人走燈滅”的功能，省電又方便，適用于賓館、機(jī)的功能，省電又方便，適用于賓館、機(jī)關(guān)、居民樓道及家庭使用。關(guān)、居民樓道及家庭使用。l 燈控器的電路燈控器的電路如圖如圖13-15所示所示。它主要由熱釋電紅外傳。它主要由熱釋電紅外傳感器、紅外線處理集成電路、控制電路及電源等組成。在感器、紅外線處理集成電路、控制電路及電源等組

39、成。在集成電路集成電路IC1內(nèi)部，它包括放大器、比較器、狀態(tài)控制器、內(nèi)部，它包括放大器、比較器、狀態(tài)控制器、延時(shí)器等。在延時(shí)器等。在IC1外部連接的外部連接的R2、RP1和和R3是專(zhuān)為白天自是專(zhuān)為白天自動(dòng)關(guān)燈而設(shè)置的調(diào)節(jié)裝置，動(dòng)關(guān)燈而設(shè)置的調(diào)節(jié)裝置，R3為一光敏電阻，它的阻值隨為一光敏電阻，它的阻值隨光照而改變，白天阻值為幾百歐至幾千歐之間，夜晚將增光照而改變，白天阻值為幾百歐至幾千歐之間，夜晚將增大到大到1M以上。以上。RP1電位器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)使電路在夜幕降臨時(shí)，電位器調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)使電路在夜幕降臨時(shí)，ICl的的2腳輸出高電平，而在天亮后輸出低電平為宜。腳輸出高電平，而在天亮后輸出低電平為宜。l圖圖1

40、3-15 燈控器電路原理圖燈控器電路原理圖l電路中的電路中的R6、R7、R8、 R9是為確定是為確定IC1內(nèi)部放大器的增內(nèi)部放大器的增益而設(shè)置的。除此之外，益而設(shè)置的。除此之外，IC1外接的外接的R11、C10為延時(shí)網(wǎng)絡(luò)為延時(shí)網(wǎng)絡(luò),延時(shí)約延時(shí)約2分鐘。分鐘。l 當(dāng)熱釋電紅外傳感器當(dāng)熱釋電紅外傳感器958檢測(cè)到人體紅外信號(hào)時(shí)，它將檢測(cè)到人體紅外信號(hào)時(shí)，它將輸出微弱的電信號(hào)至輸出微弱的電信號(hào)至ICI的的14腳，經(jīng)腳，經(jīng)IC1內(nèi)部?jī)杉?jí)放大器放內(nèi)部?jī)杉?jí)放大器放大，再經(jīng)電壓比較器與其設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，輸大，再經(jīng)電壓比較器與其設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后，輸出高電平，再經(jīng)延時(shí)處理后，由出高電平，再經(jīng)延

41、時(shí)處理后，由IC1的的2腳輸出，驅(qū)動(dòng)腳輸出，驅(qū)動(dòng)V1使使繼電器繼電器K工作，其觸點(diǎn)接通電燈電源，點(diǎn)亮電燈。工作，其觸點(diǎn)接通電燈電源，點(diǎn)亮電燈。l 當(dāng)人離去時(shí)，當(dāng)人離去時(shí)，2分鐘后燈光自行熄滅。該電路還有連續(xù)分鐘后燈光自行熄滅。該電路還有連續(xù)觸發(fā)的功能，當(dāng)燈處于導(dǎo)通點(diǎn)亮狀態(tài)，如果再出現(xiàn)第二次觸發(fā)的功能，當(dāng)燈處于導(dǎo)通點(diǎn)亮狀態(tài)，如果再出現(xiàn)第二次觸發(fā)，則延時(shí)重新開(kāi)始，保持燈光亮。要是現(xiàn)場(chǎng)有人一直觸發(fā)，則延時(shí)重新開(kāi)始，保持燈光亮。要是現(xiàn)場(chǎng)有人一直停留而不離去，燈光就會(huì)持續(xù)點(diǎn)亮而不熄滅。停留而不離去，燈光就會(huì)持續(xù)點(diǎn)亮而不熄滅。 l6.電飯鍋限溫器電飯鍋限溫器l 電飯鍋限溫器主要由熱敏鐵氧體、永磁體、拉簧及

42、連電飯鍋限溫器主要由熱敏鐵氧體、永磁體、拉簧及連桿等組成，桿等組成，見(jiàn)圖見(jiàn)圖13-16所示所示。使用時(shí)，打開(kāi)電源的同時(shí)連桿。使用時(shí)，打開(kāi)電源的同時(shí)連桿向上推動(dòng)永磁體克服彈簧的拉力，使永磁體和熱敏鐵氧體向上推動(dòng)永磁體克服彈簧的拉力，使永磁體和熱敏鐵氧體吸合。吸合。l 當(dāng)被加熱物體的溫度超過(guò)限定的溫度（即熱敏鐵氧體當(dāng)被加熱物體的溫度超過(guò)限定的溫度（即熱敏鐵氧體的居里溫度）時(shí)，熱敏鐵氧體失去磁性，永磁體不再對(duì)熱的居里溫度）時(shí)，熱敏鐵氧體失去磁性，永磁體不再對(duì)熱敏鐵氧體有吸力，此時(shí)在彈簧拉力的作用下，連桿向下運(yùn)敏鐵氧體有吸力，此時(shí)在彈簧拉力的作用下，連桿向下運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)切斷加熱電源。動(dòng)，并同時(shí)切斷加熱

43、電源。 l圖圖13-16 電飯鍋限溫原理圖電飯鍋限溫原理圖l7.電子體溫計(jì)電子體溫計(jì)l 在醫(yī)學(xué)中，一個(gè)最經(jīng)常需要了解的數(shù)據(jù)就是人的體溫。在醫(yī)學(xué)中，一個(gè)最經(jīng)常需要了解的數(shù)據(jù)就是人的體溫。利用熱敏電阻溫度傳感器和運(yùn)算放大器便可組成一個(gè)有足利用熱敏電阻溫度傳感器和運(yùn)算放大器便可組成一個(gè)有足夠測(cè)量精度的醫(yī)用電子體溫計(jì)。夠測(cè)量精度的醫(yī)用電子體溫計(jì)。l 電子體溫計(jì)的電路電子體溫計(jì)的電路如圖如圖13-17所示所示。熱敏電阻。熱敏電阻RT和和R1、R2、R3及及RP1組成一個(gè)測(cè)溫電橋。在溫度為組成一個(gè)測(cè)溫電橋。在溫度為+20時(shí)，選時(shí)，選擇擇R1和和R2并調(diào)節(jié)并調(diào)節(jié)RP1使電橋平衡。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電使電橋平

44、衡。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值變小，電橋處于不平衡狀態(tài)，電橋輸出的不平衡阻的阻值變小，電橋處于不平衡狀態(tài)，電橋輸出的不平衡電壓，由運(yùn)算放大器放大，放大后的不平衡電壓引起接在電壓，由運(yùn)算放大器放大，放大后的不平衡電壓引起接在運(yùn)算放大器反饋電路中的微安表的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。運(yùn)算放大器反饋電路中的微安表的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。l 熱敏電阻選用的阻值在熱敏電阻選用的阻值在50050000范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。l圖圖13-17 電子體溫電路原理圖電子體溫電路原理圖l8.電冰箱溫度監(jiān)視器電冰箱溫度監(jiān)視器l 電冰箱冷藏室的溫度一般保持在電冰箱冷藏室的溫度一般保持在36時(shí)，可保持冷藏時(shí)，可保持冷藏食品的新鮮度。如果溫度過(guò)高，食品

45、容易腐爛，溫度過(guò)低，食品的新鮮度。如果溫度過(guò)高，食品容易腐爛，溫度過(guò)低，又會(huì)使食品凍結(jié)而味道變差。又會(huì)使食品凍結(jié)而味道變差。l 采用光電三極管和集成溫度傳感器制成的電冰箱溫度采用光電三極管和集成溫度傳感器制成的電冰箱溫度監(jiān)視器可為用戶提供一種快速檢測(cè)冰箱冷藏室溫度的有效監(jiān)視器可為用戶提供一種快速檢測(cè)冰箱冷藏室溫度的有效手段。每次打開(kāi)電冰箱門(mén)時(shí)，放在冷藏室內(nèi)的監(jiān)視器會(huì)立手段。每次打開(kāi)電冰箱門(mén)時(shí)，放在冷藏室內(nèi)的監(jiān)視器會(huì)立即以發(fā)光二極管點(diǎn)亮的不同顏色自動(dòng)顯示冷藏室內(nèi)的溫度即以發(fā)光二極管點(diǎn)亮的不同顏色自動(dòng)顯示冷藏室內(nèi)的溫度是否正常。是否正常。l 監(jiān)視器的監(jiān)視器的電路見(jiàn)圖電路見(jiàn)圖13-18所示所示。溫度

46、傳感器選用。溫度傳感器選用LM35集集成溫度傳感器，它的輸出電壓與溫度呈線性關(guān)系，約為成溫度傳感器，它的輸出電壓與溫度呈線性關(guān)系，約為10mV/。由于它的輸出端經(jīng)。由于它的輸出端經(jīng)R3接入一個(gè)接入一個(gè)-0.6V的電位，故的電位，故檢測(cè)的溫度可以擴(kuò)展至檢測(cè)的溫度可以擴(kuò)展至0。 l圖圖13-18 電冰箱溫度檢視器電路圖（電冰箱溫度檢視器電路圖（1）l圖圖13-18 電冰箱溫度檢視器電路圖（電冰箱溫度檢視器電路圖（2）l 溫度傳感器溫度傳感器IC1輸出的電壓經(jīng)輸出的電壓經(jīng)IC2放大后，輸送到由運(yùn)放大后，輸送到由運(yùn)算放大器算放大器IC3a和和IG3b組成的比較器。比較器對(duì)組成的比較器。比較器對(duì)IC2的

47、輸出電的輸出電壓與代表冷藏室溫度的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。該基準(zhǔn)電壓由壓與代表冷藏室溫度的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。該基準(zhǔn)電壓由齊納二極管齊納二極管VD5和和R12R21組成的步級(jí)分壓器產(chǎn)生。組成的步級(jí)分壓器產(chǎn)生。10刀雙刀雙列開(kāi)關(guān)列開(kāi)關(guān)S1和和S2分別用來(lái)選擇最高和最低冷藏室溫度的基準(zhǔn)分別用來(lái)選擇最高和最低冷藏室溫度的基準(zhǔn)電壓，再把它們分別加到電壓，再把它們分別加到IC3a的反相輸入端和的反相輸入端和IG3b的同相的同相輸入端。輸入端。 l 由分壓器提供的基準(zhǔn)電壓分為由分壓器提供的基準(zhǔn)電壓分為9個(gè)等級(jí)，每級(jí)電壓代個(gè)等級(jí)，每級(jí)電壓代表表1。因此，加到。因此，加到IC3a和和IG3b的基準(zhǔn)電壓可以用的基準(zhǔn)電壓

48、可以用S1和和S2分分別設(shè)定為別設(shè)定為09中的任一數(shù)值。中的任一數(shù)值。 l 其中，代表冷藏室最高允許溫度的基準(zhǔn)電壓加到其中，代表冷藏室最高允許溫度的基準(zhǔn)電壓加到IC3a的反相輸入端，而代表冷藏室最低允許溫度的基準(zhǔn)電壓加的反相輸入端，而代表冷藏室最低允許溫度的基準(zhǔn)電壓加到到IC3b的同相輸入端。這樣，當(dāng)冷藏室溫度高于設(shè)定的最的同相輸入端。這樣，當(dāng)冷藏室溫度高于設(shè)定的最高允許溫度時(shí)，高允許溫度時(shí)， IC3a輸出高電位，使輸出高電位，使VT4導(dǎo)通，紅色發(fā)光導(dǎo)通，紅色發(fā)光二極管二極管VD3點(diǎn)亮，表示冰箱溫度過(guò)高，應(yīng)調(diào)小電冰箱溫控點(diǎn)亮，表示冰箱溫度過(guò)高，應(yīng)調(diào)小電冰箱溫控器的控制溫度；當(dāng)冷藏室溫度低于設(shè)定

49、的最低溫度時(shí)，器的控制溫度；當(dāng)冷藏室溫度低于設(shè)定的最低溫度時(shí)，IC3b輸出高電位，此時(shí)輸出高電位，此時(shí)VT3導(dǎo)通，黃色發(fā)光二極管導(dǎo)通，黃色發(fā)光二極管VD2點(diǎn)亮，點(diǎn)亮，表示冰箱溫度過(guò)低，應(yīng)調(diào)高冰箱溫控器的控制溫度。表示冰箱溫度過(guò)低，應(yīng)調(diào)高冰箱溫控器的控制溫度。 l 當(dāng)冷藏室溫度保持在設(shè)定值范圍之內(nèi)時(shí)，當(dāng)冷藏室溫度保持在設(shè)定值范圍之內(nèi)時(shí)，IC3a和和IC3b均均輸出低電位，使輸出低電位，使VT3、VT4截止，而截止，而VT5和和VT6導(dǎo)通，于是導(dǎo)通，于是綠色發(fā)光二極管綠色發(fā)光二極管VD4點(diǎn)亮，表示電冰箱溫度正常。點(diǎn)亮，表示電冰箱溫度正常。 l 為了使發(fā)光二極管在打開(kāi)冰箱冷藏室門(mén)時(shí)能立即給為了使發(fā)光

50、二極管在打開(kāi)冰箱冷藏室門(mén)時(shí)能立即給出指示，而關(guān)閉門(mén)時(shí)中斷供電電源，監(jiān)視器采用光電三極出指示，而關(guān)閉門(mén)時(shí)中斷供電電源，監(jiān)視器采用光電三極管管VT1和達(dá)林頓管和達(dá)林頓管VT2組成電子開(kāi)關(guān)。這樣，當(dāng)關(guān)閉電冰組成電子開(kāi)關(guān)。這樣，當(dāng)關(guān)閉電冰箱門(mén)時(shí)，冷藏室內(nèi)光線變暗，使箱門(mén)時(shí)，冷藏室內(nèi)光線變暗，使VT1和和VT2均處于截止?fàn)罹幱诮刂範(fàn)顟B(tài)，從而自動(dòng)中斷監(jiān)視器的電源；態(tài)，從而自動(dòng)中斷監(jiān)視器的電源；l 當(dāng)打開(kāi)電冰箱門(mén)時(shí)，冷藏室照明燈點(diǎn)亮，使當(dāng)打開(kāi)電冰箱門(mén)時(shí)，冷藏室照明燈點(diǎn)亮，使VT1在光在光照下導(dǎo)通，照下導(dǎo)通，VT2隨之也導(dǎo)通，監(jiān)視器自動(dòng)接通電源進(jìn)入工隨之也導(dǎo)通，監(jiān)視器自動(dòng)接通電源進(jìn)入工作狀態(tài)。作狀態(tài)。 l9

51、.采用集成溫度傳感器的液位報(bào)警器采用集成溫度傳感器的液位報(bào)警器l 報(bào)警器的原理電路報(bào)警器的原理電路見(jiàn)圖見(jiàn)圖13-19所示所示，它由兩個(gè)，它由兩個(gè)AD590集成集成溫度傳感器、運(yùn)算放大器及報(bào)警電路等組成。其中傳感器溫度傳感器、運(yùn)算放大器及報(bào)警電路等組成。其中傳感器B2設(shè)置在警戒液面的位置，而設(shè)置在警戒液面的位置，而B(niǎo)1傳感器設(shè)置在外部。傳感器設(shè)置在外部。l 平時(shí)兩個(gè)傳感器在相同的溫度條件下，調(diào)節(jié)電位器平時(shí)兩個(gè)傳感器在相同的溫度條件下，調(diào)節(jié)電位器RP1，使運(yùn)算放大器的輸出為零。使運(yùn)算放大器的輸出為零。l 當(dāng)液面升高時(shí)，傳感器當(dāng)液面升高時(shí)，傳感器B2將會(huì)被液體淹沒(méi)，由于液體溫將會(huì)被液體淹沒(méi)，由于液體

52、溫度與環(huán)境溫度不同，使運(yùn)算放大器輸出控制信號(hào)，經(jīng)報(bào)警電度與環(huán)境溫度不同，使運(yùn)算放大器輸出控制信號(hào)，經(jīng)報(bào)警電路報(bào)警。路報(bào)警。 l圖圖13-19 報(bào)警器的原理電路報(bào)警器的原理電路l三、物位傳感器應(yīng)用實(shí)例三、物位傳感器應(yīng)用實(shí)例l1.高性能水位控制器高性能水位控制器 l 高性能水位控制器采用導(dǎo)電式水位傳感器探測(cè)水位，高性能水位控制器采用導(dǎo)電式水位傳感器探測(cè)水位，使用液面專(zhuān)用檢測(cè)電路使用液面專(zhuān)用檢測(cè)電路SL2429A及時(shí)基電路及時(shí)基電路555等組成控制等組成控制電路，電路，如圖如圖13-20所示。所示。 l 液面專(zhuān)用檢測(cè)電路內(nèi)部由穩(wěn)壓器、振蕩器、檢測(cè)器及液面專(zhuān)用檢測(cè)電路內(nèi)部由穩(wěn)壓器、振蕩器、檢測(cè)器及放大

53、單元等構(gòu)成，設(shè)有反壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償及抗噪聲電路，放大單元等構(gòu)成，設(shè)有反壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償及抗噪聲電路，工作可靠，靈敏度高。工作可靠，靈敏度高。 l 電路中電路中C1、C5為振蕩電容，為振蕩電容，C3、C7為退耦電容，為退耦電容，C8、C4為高頻旁路電容。為高頻旁路電容。C2、C6為耦合電容，它們分別將為耦合電容，它們分別將IC1、IC2的的8腳輸出的振蕩信號(hào)傳送到腳輸出的振蕩信號(hào)傳送到9腳。腳。 l圖圖13-20 高性能水位控制器電路原理圖高性能水位控制器電路原理圖 l 當(dāng)探知電極未觸水時(shí)，當(dāng)探知電極未觸水時(shí)，ICI、IC2的的1、14腳輸出低電平；腳輸出低電平；當(dāng)水位上升而觸及探知電極時(shí)，振蕩

54、信號(hào)被水旁路，當(dāng)水位上升而觸及探知電極時(shí)，振蕩信號(hào)被水旁路，IC1、IC2的的1、14腳輸出高電平。由腳輸出高電平。由555時(shí)基電路組成時(shí)基電路組成RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。l 當(dāng)無(wú)水時(shí)，當(dāng)無(wú)水時(shí)，R、S端均為低電平，端均為低電平，IC3的的3腳輸出高電平，腳輸出高電平，繼電器繼電器K工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，可控制水泵運(yùn)行上水。工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，可控制水泵運(yùn)行上水。l 當(dāng)水面升至當(dāng)水面升至B點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，IC3的的S端變?yōu)楦唠娖?，端變?yōu)楦唠娖?，RS觸發(fā)器處于觸發(fā)器處于保持狀態(tài)，其輸出端仍為高電平，水泵繼續(xù)運(yùn)行上水。保持狀態(tài)，其輸出端仍為高電平，水泵繼續(xù)運(yùn)行上水。l 當(dāng)水位升至當(dāng)水位升至A點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，

55、IC3的的R端變?yōu)楦唠娖?，其輸出端端變?yōu)楦唠娖?，其輸出?腳腳變?yōu)榈碗娖剑^電器變?yōu)榈碗娖?，繼電器K停止工作，水泵停止運(yùn)行。停止工作，水泵停止運(yùn)行。l 當(dāng)水位低于當(dāng)水位低于A點(diǎn)后，點(diǎn)后，IC3的的R端又變?yōu)榈碗娖剑擞肿優(yōu)榈碗娖?，RS觸發(fā)器觸發(fā)器又進(jìn)入保持狀態(tài)。只有當(dāng)水位低于又進(jìn)入保持狀態(tài)。只有當(dāng)水位低于B點(diǎn)后，水泵才會(huì)重新啟動(dòng)。點(diǎn)后，水泵才會(huì)重新啟動(dòng)。 l2.太陽(yáng)能熱水器水位報(bào)警器太陽(yáng)能熱水器水位報(bào)警器l 太陽(yáng)能熱水器一般都設(shè)在室外房屋的高處，熱水器的太陽(yáng)能熱水器一般都設(shè)在室外房屋的高處，熱水器的水位在使用時(shí)不易觀測(cè)。水位在使用時(shí)不易觀測(cè)。l 使用水位報(bào)警器后，則可實(shí)現(xiàn)水箱中缺水或加水過(guò)多使

56、用水位報(bào)警器后，則可實(shí)現(xiàn)水箱中缺水或加水過(guò)多時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警聲。水位報(bào)警器的電路，時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警聲。水位報(bào)警器的電路，如圖如圖13-21所所示示。l 導(dǎo)電式水位傳感器的三個(gè)探知電極分別和導(dǎo)電式水位傳感器的三個(gè)探知電極分別和VT1、VT3的的基極及地端相連。電路的電源由市電經(jīng)變壓器降壓、整流基極及地端相連。電路的電源由市電經(jīng)變壓器降壓、整流器整流提供，發(fā)光二極管器整流提供，發(fā)光二極管VD5為電源指示燈。報(bào)警聲由音為電源指示燈。報(bào)警聲由音樂(lè)集成電路樂(lè)集成電路9300產(chǎn)生，產(chǎn)生，R8及及VD10產(chǎn)生的產(chǎn)生的3.6V直流電壓供直流電壓供9300使用，使用，VT4、VT5組成音頻功放級(jí)，將組成音頻

57、功放級(jí)，將IC輸出的信號(hào)輸出的信號(hào)放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 l圖13-21 水位報(bào)警器的電路l 當(dāng)水位在電極當(dāng)水位在電極1、2之間正常情況下，電極之間正常情況下，電極1懸空，懸空，VT1截截止，高水位指示燈止，高水位指示燈VD8為熄滅狀態(tài)。由于電極為熄滅狀態(tài)。由于電極2、3處在水中，處在水中，由于水電阻的原因，使由于水電阻的原因，使VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT2截止，低水位指示燈截止，低水位指示燈VD9也處于熄滅狀態(tài)。整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)處于非報(bào)警狀態(tài)。也處于熄滅狀態(tài)。整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)處于非報(bào)警狀態(tài)。l 當(dāng)熱水器水箱中的水位下降低于電極當(dāng)熱水器水箱中的水位下降低于電極2時(shí)，時(shí)

58、，VT3截止，截止，VT2導(dǎo)通，低水位指示燈導(dǎo)通，低水位指示燈VD9點(diǎn)亮。由點(diǎn)亮。由C3及及R4組成的微分電組成的微分電路在路在VT2由截止到導(dǎo)通的跳變過(guò)程中產(chǎn)生的正向脈沖，將觸由截止到導(dǎo)通的跳變過(guò)程中產(chǎn)生的正向脈沖，將觸發(fā)音樂(lè)集成電路發(fā)音樂(lè)集成電路IC工作，隨之揚(yáng)聲器發(fā)出工作，隨之揚(yáng)聲器發(fā)出30s的報(bào)警聲。告知的報(bào)警聲。告知主人水箱將要缺水了。主人水箱將要缺水了。 l 同理，當(dāng)水箱中的水超出電極同理，當(dāng)水箱中的水超出電極1時(shí)，時(shí)，VT1導(dǎo)通，高水位指導(dǎo)通，高水位指示燈示燈VD8點(diǎn)亮，同時(shí)點(diǎn)亮，同時(shí)C2和和R4微分電路產(chǎn)生的正向脈沖觸發(fā)音微分電路產(chǎn)生的正向脈沖觸發(fā)音樂(lè)集成電路樂(lè)集成電路IC工作

59、，使揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，告知主人水箱中工作，使揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，告知主人水箱中的水快溢出來(lái)了。的水快溢出來(lái)了。 l3.遠(yuǎn)距離水位遙測(cè)儀遠(yuǎn)距離水位遙測(cè)儀 l 該水位遙測(cè)儀電路簡(jiǎn)單、安裝方便、長(zhǎng)期工作可靠。該水位遙測(cè)儀電路簡(jiǎn)單、安裝方便、長(zhǎng)期工作可靠。檢測(cè)人員可在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的值班室內(nèi)通過(guò)儀器上的十個(gè)發(fā)光檢測(cè)人員可在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的值班室內(nèi)通過(guò)儀器上的十個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮情況，了解水箱內(nèi)水位的情況。二極管的點(diǎn)亮情況，了解水箱內(nèi)水位的情況。l 整個(gè)水位遙測(cè)器由發(fā)送和接收顯示兩部分組成，在發(fā)整個(gè)水位遙測(cè)器由發(fā)送和接收顯示兩部分組成，在發(fā)送部分和接收部分之間通過(guò)電纜進(jìn)行連接。送部分和接收部分之間通過(guò)電纜進(jìn)行連接。l

60、 圖圖13-22是水位遙測(cè)儀的電路原理圖是水位遙測(cè)儀的電路原理圖。發(fā)送部分由導(dǎo)電。發(fā)送部分由導(dǎo)電式水位傳感器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)式水位傳感器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分配器、和非門(mén)電路組成。接分配器、和非門(mén)電路組成。接收及顯示部分主要由十進(jìn)制計(jì)數(shù)收及顯示部分主要由十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分配器和發(fā)光二極管等組分配器和發(fā)光二極管等組成。成。 l圖圖13-22 水位遙測(cè)儀的電路原理圖水位遙測(cè)儀的電路原理圖l 假定水位在電極假定水位在電極F、G之間，當(dāng)之間，當(dāng)IC1的的Q0輸出高電平時(shí)，輸出高電平時(shí)，由于水電阻和由于水電阻和R1的分壓，使反相器的分壓，使反相器F4輸入端為高電平，其輸入端為高電平，其輸出為低電平，由輸出為低電平，由