《傳感器原理與應(yīng)用》課程設(shè)計報告浴室鏡面自動清除器

1、 傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計報告 題目：浴室鏡面自動清除器 專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù) 目錄一、整體機構(gòu)圖3二、電路原理圖42.1電路原理42.2電路的安裝52.3加熱電阻絲的安裝5三、元器件的選擇53.1 主要是關(guān)于濕敏傳感器選擇：53.3.1 分類53.3.2指標(biāo)63.3.4以氯化鋰濕敏電阻為例6四、仿真94.1軟件仿真94.2硬件仿真9五、 實物制作與調(diào)試。9六、 心得體會9七、 參考文獻9 引言序隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段傳感器技術(shù)得到了顯著的進步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了

2、解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。本設(shè)計以鏡面自動清除器為例，介紹其設(shè)計及應(yīng)用過程。浴室鏡面的玻璃常常因凝結(jié)一層水汽而影響使用，給人們帶來了不便。本設(shè)計的水汽自動清除器，當(dāng)檢測到玻璃鏡面有水汽時，自動加熱板，直到水汽蒸發(fā)，從而保證鏡面一直清晰明亮。它可廣泛應(yīng)用于家庭、公共浴室和高級賓館等諸多場所，給人們帶來了很多的方便。提供給人們一個安逸壞境。一、整體機構(gòu)圖 圖一 結(jié)構(gòu)框圖 如圖1所示：為浴室鏡面水汽清除器的整體結(jié)構(gòu)。它主要由電熱絲、結(jié)露傳感器、控制電路等組成。二、電路原理圖 圖二 控制電路原理圖2.1電路原理 電路見圖1。b為結(jié)露傳感器，用來檢測水汽。感知被測物附著水

3、汽后的阻值變化，t1和t2組成施密特電路實現(xiàn)兩種穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)鏡面周圍的空氣濕度變低時，b阻值變小，約為2k，此時t1的基極電位約0.5v，t2的集電極為低電位，t3和t4處于截止?fàn)顟B(tài)，雙向晶閘管vs的控制極無電流通過。如果玻璃鏡面周圍的濕度增加，使b阻值增大到50k時，t1導(dǎo)通，t2截止，其集電極變?yōu)楦唠娢?，t3和t4均處于導(dǎo)通狀態(tài)，vs控制極有控制電流導(dǎo)通，電流流過加熱絲r7,給玻璃鏡面加熱。隨著鏡面溫度逐步升高，使鏡面水汽被蒸發(fā)，鏡面恢復(fù)清晰。加熱絲加熱的同時，指示燈d2點亮。調(diào)節(jié)r1的阻值，可使加熱絲在確定的某一相對濕度條件下開始加熱。控制電路的電源由c3降壓，經(jīng)整流、濾波和vd3穩(wěn)壓后

4、供給。由于采用電容降壓，安裝調(diào)試時應(yīng)注意安全。2.2電路的安裝 可自選一塑料盒作為控制盒，將電路板水平安裝固定好，注意線路中的電源、加熱電阻絲、發(fā)光二極管、結(jié)露元件的安裝。一般地，結(jié)露元件和加熱電阻絲安裝在鏡子的背面，用導(dǎo)線與控制電路相連。使用時通過改變電阻r3的阻值，可使加熱絲的通和斷預(yù)先確定在某濕度范圍內(nèi)。2.3加熱電阻絲的安裝 選用高絕緣電阻絲作為加熱器件，其長度根據(jù)鏡面大小來確定。三、元器件的選擇 3.1 主要是關(guān)于濕敏傳感器選擇： 3.3.1 分類3.3.2指標(biāo) 濕度是指空氣中的水蒸氣含量，通常用絕對濕度和相對濕度表示： 1絕對濕度，單位空間所含水蒸汽的絕對含量或濃度，用符號ah表示

5、，單位（g/m3）。 2相對濕度，被測氣體中蒸汽壓和該氣體在相同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比，一般用%rh表 示，無量綱。一般使用濕度，量程0100%rh。 不同環(huán)境所需濕度不同，測量方法很多，但精度不高。目前世界上最高水平濕度測量精度在±0.01%左右，理想測濕量程應(yīng)是0100%rh，量程越大實用價值越大。3.3.4以氯化鋰濕敏電阻為例 氯化鋰濕敏電阻即電解質(zhì)濕敏電阻，利用物質(zhì)吸收水分子而導(dǎo)電率發(fā)生變化檢測濕度。 在氯化鋰（licl）溶液中，li和cl以正負離子的形式存在，鋰離子（li+）對水分子的吸收力強，離子水合成度高，溶液中的離子導(dǎo)能力與溶液濃度成正比，溶液濃度增加，導(dǎo)電率上升

6、。 當(dāng)溶液置于一定濕度場中，若環(huán)境rh上升，溶液吸收水分子使?jié)舛认陆惦娮杪噬仙?，反之rh下降，溶液吸收水分子使?jié)舛壬仙娮杪氏陆怠?通過測量溶液電阻r值實現(xiàn)對濕度測量。氯化鋰濕敏電阻氯化鋰濕敏電阻優(yōu)點:滯后小，不受測試環(huán)境風(fēng)速影響，檢測精度高達±5缺點：耐熱性差，不能用于露點以下測量。若用做露點檢測，濕敏元件必須3個月左右清洗1次和涂敷（浸漬）氯化鋰，維護麻煩。半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻 半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻通常用兩種以上的金屬 氧化物半導(dǎo)體燒結(jié)成多孔陶瓷，材料有正溫度 系數(shù)和負溫度系數(shù)兩種。半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻通常用兩種以上的金屬 氧化物半導(dǎo)體燒結(jié)成多孔陶瓷，材料有正溫度 系數(shù)和負溫度系數(shù)兩

7、種。半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻 負濕敏特性半導(dǎo)體瓷濕敏電阻，電阻隨濕度增加而下降。由于水分子中氫原子具有很強的正電場，當(dāng)水分子在半導(dǎo)體瓷表面吸附時可能從半導(dǎo)體瓷表面俘獲電子，使半導(dǎo)體表面帶負電，相當(dāng)表面電勢變負，電阻率隨濕度增加而下降。 正溫度系數(shù) 負溫度系數(shù) 四、仿真 4.1軟件仿真 按電路原理圖進行圖形仿真、修改，直到達最大理想狀態(tài)。4.2硬件仿真 對各個元器件的參數(shù)進行測量，對各個子電路測量等。五、 實物制作與調(diào)試。六、 心得體會 通過本次課題設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)自己有許多缺點。首先，對所學(xué)過的知識不能串聯(lián)地運用起來，由于沒有及時的復(fù)習(xí)和運用，所以很容易就遺忘了。其次，對剛學(xué)的新知識也理解不透徹，不能很好地運用到實踐當(dāng)中去。再次，通過收集和篩選的那些有用的資料，對自己的設(shè)計有很大的幫助。最后，這次課題設(shè)計，使自己的動手能力得到進一步提高。通過老師和同學(xué)的幫助，解決了在設(shè)計中自己不能解決的問題，克服了不少困難，最終才能順利地完成本次設(shè)計。由于經(jīng)驗和時間有限，本次課題設(shè)計仍存在不少漏洞，望老師給予指出，爭取以后做的更好。七、 參考文獻1 張洪瑞 孫悅 張亞凡 編著傳感器技術(shù)與應(yīng)用教材 第二版2 黃賢武、鄭莜霞 編著 傳感器原理與應(yīng)用 電子科技大學(xué)出版