第十三章 傳感器應用實例

1、一、光電傳感器應用實例一、光電傳感器應用實例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)換時的不穩(wěn)定過程。靈敏度高，能有效地防止電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的不穩(wěn)定過程。電路中還設置有延時電路，具有對雷電和各種短時強光的電路中還設置有延時電路，具有對雷電和各種短時強光的抗干擾能力。抗干擾能力。 路燈光電控制器的電路，如圖路燈光電控制器的電路，如圖13-1所示。電路主要由所示。電路主要由光電轉(zhuǎn)換級、運放滯后比較級、驅(qū)動級等組成光電轉(zhuǎn)換級、運放滯后比較級、驅(qū)動級等組成。 l 白天，當光電管白天，當光

2、電管VT1的光電陰極受到較強的光照時，光的光電陰極受到較強的光照時，光電管產(chǎn)生的光電流使得場效應管電管產(chǎn)生的光電流使得場效應管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，這時在運算放大器漏源電流增大，這時在運算放大器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，所以運算放大器輸出為負電壓，所以運算放大器輸出為負電壓，VD7為截止狀為截止狀態(tài)，態(tài)，VT3也處于截止狀態(tài)，繼電器也處于截止狀態(tài)，繼電器K不工作，其觸點不工作，其觸點K1為常為常開狀態(tài)，因此路燈不亮。到了傍晚時分，由于環(huán)境光線漸開狀態(tài)，因此路燈不亮。到了傍晚時分，由于環(huán)境光線漸弱，光電管弱，光電管VT1的電

3、流也減小，使得場效應管的電流也減小，使得場效應管VT2柵極電壓柵極電壓和漏源電流隨之減小。這時在運算放大器和漏源電流隨之減小。這時在運算放大器IC反相輸入端上反相輸入端上的電壓為負電壓，在其輸出端輸出有的電壓為負電壓，在其輸出端輸出有+13V的電壓，因此的電壓，因此VD7導通，導通，VT3隨之導通飽和，繼電器隨之導通飽和，繼電器K工作，其常開觸點工作，其常開觸點K1閉合，路燈被點亮。到第二天清晨，由于光照的加強，閉合，路燈被點亮。到第二天清晨，由于光照的加強，電路則自動轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)。電路則自動轉(zhuǎn)換為關閉狀態(tài)。 l 為防止雷雨天的閃電或突然短時間的強光照射，使電為防止雷雨天的閃電或突然短時間的

4、強光照射，使電路造成誤動作，在電路中，由路造成誤動作，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)成一個延時電路，延時為一個延時電路，延時為35s，這樣即使有短時的強光作用，這樣即使有短時的強光作用（例如電閃、手電筒的慢晃），也不會使電路翻轉(zhuǎn)，仍能（例如電閃、手電筒的慢晃），也不會使電路翻轉(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的一端接在運算放大器的一端接在運算放大器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，就會使電路處于端。由于有了正反饋，只要電路一轉(zhuǎn)換，就會使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)。 l2.光控閃光標志燈光控閃光標志燈 l 光控閃光標志燈電路如圖光控閃光標志燈電路如圖13-2所示。電路主要由所示。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)妮斎腚妷焊哂诨鶞孰妷海谑侨腚妷焊哂诨鶞孰妷?，于是IC的的6腳輸出為高電平，標志腳輸出為高電平，標志燈燈E不亮。夜晚

6、，無光照射光敏三極管不亮。夜晚，無光照射光敏三極管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電壓，于是的輸入電壓低于基準電壓，于是IC內(nèi)部振蕩器開始振內(nèi)部振蕩器開始振蕩，其頻率為蕩，其頻率為1.8Hz，與此同時，與此同時，IC內(nèi)部的驅(qū)動器也開始內(nèi)部的驅(qū)動器也開始工作，使工作，使IC的的6腳輸出低電平，在振蕩器的控制下，標志腳輸出低電平，在振蕩器的控制下，標志燈燈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光控閃光標志燈電路原理圖光控閃光標志燈電路原理圖 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，需在施工現(xiàn)場掛上

7、紅色安全警示燈，以道路施工時，需在施工現(xiàn)場掛上紅色安全警示燈，以保護行人和行車的安全。高層建筑物的頂端按有關的規(guī)定保護行人和行車的安全。高層建筑物的頂端按有關的規(guī)定必需設置紅色警示燈，以確保飛機的安全航行。光控閃爍必需設置紅色警示燈，以確保飛機的安全航行。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，白天可自動熄滅，傍晚可自動點亮并發(fā)出十分引人注目的白天可自動熄滅，傍晚可自動點亮并發(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電路圖見圖光控閃爍安全警示燈電路圖見圖13-3所示。它由極少數(shù)所示。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 當接通電源后，當接通電源后，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，通過過1向向C充電，因充電電流很小，警示燈不會點亮。充電，因充電電流很小，警示燈不會點亮。 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兩端的電壓超不過雙向觸發(fā)二極管兩端的電壓超不過雙向觸發(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因無觸發(fā)電壓而處于截止狀態(tài)，警示燈因無觸發(fā)電壓而處于截止狀態(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，當電壓超過雙向觸發(fā)二極管兩端的電壓不斷增高，當電壓超過雙向觸發(fā)二極管VD2的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)折電壓時，折電壓時，VD2導通，電容導通，電容C通過通過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)電流而導通，警示燈管獲得足夠的觸發(fā)電流而導通，警示燈E

10、點亮。點亮。l 當電容當電容C上的電壓放電到一定程度時，雙向觸發(fā)二極管上的電壓放電到一定程度時，雙向觸發(fā)二極管重新截止，雙向晶閘管失去觸發(fā)電流而關斷，警示燈熄滅。重新截止，雙向晶閘管失去觸發(fā)電流而關斷，警示燈熄滅。之后重復上述過程，使警示燈發(fā)出閃爍的亮光。之后重復上述過程，使警示燈發(fā)出閃爍的亮光。 l4.測光文具盒測光文具盒 l 測光文具盒是在文具盒上加裝測光電路組成的，它不但測光文具盒是在文具盒上加裝測光電路組成的，它不但有文具盒的功能，又能顯示光線的強弱，可指導學生在合適有文具盒的功能，又能顯示光線的強弱，可指導學生在合適的光線下學習，以保護學生的視力。的光線下學習，以保護學生的視力。l

11、圖圖13-4是測光文具盒的測光電路。電路中采用是測光文具盒的測光電路。電路中采用2CR11硅硅光電池作為測光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感光電池作為測光傳感器，它被安裝在文具盒的表面，直接感受光的強弱。采用兩個發(fā)光二極管作為光照強弱的指示。當受光的強弱。采用兩個發(fā)光二極管作為光照強弱的指示。當光照度小于光照度小于100lx較暗時，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導體管較暗時，光電池產(chǎn)生的電壓較小，半導體管壓降較大或處于截止狀態(tài)，兩個發(fā)光二極管都不亮；當光照壓降較大或處于截止狀態(tài)，兩個發(fā)光二極管都不亮；當光照度在度在100200lx之間時，發(fā)光二極管之間時，發(fā)光二極管VD2點亮，表示光照度點亮，

12、表示光照度適中；當光照度大于適中；當光照度大于2001x時，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導時，光電池產(chǎn)生的電壓較高，半導體管壓降較小，此時兩個發(fā)光二極管均點亮，表示光照太強體管壓降較小，此時兩個發(fā)光二極管均點亮，表示光照太強了。借助測光表調(diào)節(jié)電位器了。借助測光表調(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 測光文具盒的測光電路測光文具盒的測光電路l5.太陽能自動跟蹤控制器太陽能自動跟蹤控制器 l 控制器采用四只光敏傳感器和兩個比較器，分別構(gòu)成控制器采用四只光敏傳感器和兩個比較器，分別構(gòu)成兩個光控比較器，控制電機的正反轉(zhuǎn)，使太陽能接收器自兩個光控比較器，控制電機的正

13、反轉(zhuǎn)，使太陽能接收器自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動，見圖動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動，見圖13-5所示。所示。l 控制電路見圖控制電路見圖13-6。雙運放。雙運放LM358與與R1、R構(gòu)成兩個構(gòu)成兩個比較器，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)境光線的強弱自動進行補償，將線的強弱自動進行補償，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 太陽能接收裝置結(jié)構(gòu)圖太

14、陽能接收裝置結(jié)構(gòu)圖l圖圖13-6 太陽能自動跟蹤控制電路圖太陽能自動跟蹤控制電路圖l 當當B1、B、B3和和B4同時受到環(huán)境自然溫度光線作用時，同時受到環(huán)境自然溫度光線作用時，RP1和和RP2中心點電壓不變。中心點電壓不變。l 如果只有如果只有Bl和和B受陽光照射，受陽光照射，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導通，繼導通，繼電器電器K1工作，其觸點工作，其觸點3與觸點與觸點1閉合。同時閉合。同時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)換觸點不工作，其轉(zhuǎn)換觸點3與觸點與觸

15、點2仍處于閉合狀態(tài)，電機仍處于閉合狀態(tài)，電機M正向轉(zhuǎn)動；正向轉(zhuǎn)動；l 同理，如果只有同理，如果只有B和和受太陽光照射，繼電器受太陽光照射，繼電器K2工工作，作，K1停止工作，則電機停止工作，則電機M反向轉(zhuǎn)動。反向轉(zhuǎn)動。l 當太陽能接收器旋轉(zhuǎn)面向太陽時，此時控制電路外殼當太陽能接收器旋轉(zhuǎn)面向太陽時，此時控制電路外殼兩側(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同時工作，電機同時工作，電機M停停止轉(zhuǎn)動。止轉(zhuǎn)動。 l6.光控自動水龍頭光控自動水龍頭 l 光控自動水龍頭的電路，見圖光控自動水龍頭的電路，見圖13-7所示。所示。IC1組成組成40KHz的多諧振蕩器，驅(qū)動紅外發(fā)光二極管的多諧振蕩

16、器，驅(qū)動紅外發(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是一個專用紅外線接收放大器，內(nèi)含前置放大、濾波、是一個專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 當紅外接收二極管當紅外接收二極管VD2接收到接收到VD1發(fā)出的紅外調(diào)制光時，發(fā)出的紅外調(diào)制光時，IC第第7腳變?yōu)榈碗娖剑鼓_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，其常開觸點常

17、開觸點K1使電磁閥使電磁閥DF得不到電，因此水龍頭處于關閉狀得不到電，因此水龍頭處于關閉狀態(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 當有人洗手時，手擋住了當有人洗手時，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)楦唠娖剑鼓_由低電平變?yōu)楦唠娖?，使VT導通，繼電器導通，繼電器K工工準，其觸點準，其觸點K1閉合，電磁閥閉合，電磁閥DF動作，水經(jīng)電磁閥動作，水經(jīng)電磁閥DF自動自動流出。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，電磁閥又恢復到平

18、時關閉狀態(tài)。上，電磁閥又恢復到平時關閉狀態(tài)。 l 光控自動水龍頭用于公共場合，不但可節(jié)約用水，還光控自動水龍頭用于公共場合，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.聲控光敏延時開關聲控光敏延時開關 l 聲控光敏延時開關是一種用于樓梯、走廊、公廁等場聲控光敏延時開關是一種用于樓梯、走廊、公廁等場合的照明開關。這種開關在白天呈關閉狀態(tài)，在夜晚，只合的照明開關。這種開關在白天呈關閉狀態(tài)，在夜晚，只要有聲響便可開啟，延時要有聲響便可開啟，延時45s后又自動關閉。聲控光敏延時后又自動關閉。聲控光敏延時開關電路如圖開關電路如圖13-8所示。白天光敏電阻所示。白天光敏電阻RL受光照

19、射呈低阻受光照射呈低阻狀態(tài)，使半導體管狀態(tài)，使半導體管VT3導通，導通，VT4、VT5截止，截止，VT6導通，導通，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通狀態(tài)，因此，不管有什么聲響，燈泡導通狀態(tài)，因此，不管有什么聲響，燈泡E都不會點亮。都不會點亮。l 天黑時，光敏電阻無光照射，內(nèi)阻增大，使天黑時，光敏電阻無光照射，內(nèi)阻增大，使VT3處于截處于截止狀態(tài)，如無聲響，則電路仍同白天相同。止狀態(tài)，如無聲響，則電路仍同白天相同。 l圖圖13-8 聲控光敏延時開關電路聲控光敏延時開關電路l 當有聲響時當有聲響時(如人的腳步聲如人的腳步聲)，話

20、筒，話筒B接受聲響信號并接受聲響信號并轉(zhuǎn)換為電信號，該信號經(jīng)轉(zhuǎn)換為電信號，該信號經(jīng)VT1、VT放大后，使放大后，使VT4導導通，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導通，導通，VT6截止，觸發(fā)晶閘管截止，觸發(fā)晶閘管V7導通，點亮燈泡導通，點亮燈泡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在延時在延時s后后轉(zhuǎn)為截止狀態(tài)，并使轉(zhuǎn)為截止狀態(tài)，并使VT6導通，晶閘管導通，晶閘管V7又恢復截止狀又恢復截止狀態(tài)，燈泡熄滅。態(tài)，燈泡熄滅。 l8.光控定時報欄燈光控定時報欄燈 l 光控定時報欄燈采用光敏三極管做感光器件，在傍晚光控

21、定時報欄燈采用光敏三極管做感光器件，在傍晚光線較暗時自動點亮，點亮光線較暗時自動點亮，點亮4小時后自動熄滅，從根本上小時后自動熄滅，從根本上解決午夜后報欄燈一直點到天亮的工作方式，既省工又節(jié)解決午夜后報欄燈一直點到天亮的工作方式，既省工又節(jié)電。電。 l 圖圖13-9是光控定時報欄燈的電路圖。它主要由單穩(wěn)態(tài)是光控定時報欄燈的電路圖。它主要由單穩(wěn)態(tài)延時電路、脈沖形成與放大電路、定時開關電路等構(gòu)成。延時電路、脈沖形成與放大電路、定時開關電路等構(gòu)成。 l 光控單穩(wěn)態(tài)延時電路由光控單穩(wěn)態(tài)延時電路由555時基電路時基電路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

22、形成和放大電路等組成。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 定時開關電路由晶閘管定時開關電路由晶閘管VT3、VT4、IC2、IC3、IC4等等構(gòu)成構(gòu)成。 l圖圖13-9 光控定時報欄燈的電路圖光控定時報欄燈的電路圖l 白天，光敏三極管白天，光敏三極管VT1處于導通狀態(tài)，電源向處于導通狀態(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處于截止狀處于截止狀態(tài)，晶閘管態(tài)，晶閘管VT3和和VT4處于阻斷狀態(tài)。所以定時開關電路處于阻斷狀態(tài)。所以定時開關電路和報欄燈均不工作。和報欄燈均不工作。l 傍晚，光線漸弱，光敏三

23、極管逐漸趨向截止，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)楦唠娖剑a(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導通，導通，使常開固態(tài)繼電器使常開固態(tài)繼電器SSR接通報欄燈電源，使報欄目光燈點接通報欄燈電源，使報欄目光燈點燃。與此同時，延時開關電路開始工作，電源通過燃。與此同時，延時開關電路開始工作，電源通過VT3和和R7向電容向電容C5充電。充電。 l 555時基電路和時基電路和IC組成時鐘振蕩源，其振蕩周期為組成時鐘振蕩源，其振蕩周期為s，其輸

24、出端直接禍合至，其輸出端直接禍合至IC3的時鐘輸入端，通過的時鐘輸入端，通過4級二進級二進制計數(shù)器制計數(shù)器/分頻器對輸入脈沖進行計數(shù)分頻，以累計脈沖個分頻器對輸入脈沖進行計數(shù)分頻，以累計脈沖個數(shù)，達到長延時的目的。當達到設定的延時時間時，數(shù)，達到長延時的目的。當達到設定的延時時間時，IC3輸出端便輸出高電平，經(jīng)非門電路增大驅(qū)動功率在而電容輸出端便輸出高電平，經(jīng)非門電路增大驅(qū)動功率在而電容C9上的電壓又不能突變，使晶閘管第二陽極的電壓通過上的電壓又不能突變，使晶閘管第二陽極的電壓通過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極電位，導

25、致位在此瞬間高于陽極電位，導致VT3關斷，使固態(tài)繼電器關斷，使固態(tài)繼電器失電，斷開日光燈的電源，報欄燈熄滅。失電，斷開日光燈的電源，報欄燈熄滅。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也充過也充過電使電使VT一直處于截止狀態(tài)，阻塞了一直處于截止狀態(tài)，阻塞了VT3的導通。只有等的導通。只有等到天明時，才會使到天明時，才會使IC1的輸出端重新變?yōu)榈碗娖?，使的輸出端重新變?yōu)榈碗娖?，使C3上上的電荷放掉，為晶閘管的電荷放掉，為晶閘管VT3的再次導通創(chuàng)造條件。的再次導通創(chuàng)造條件。 l9.紅外自動干手器紅外自動干手器 l 圖圖13-10是紅外自動干手器的電路。它是一個由六

26、反相是紅外自動干手器的電路。它是一個由六反相器器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、半導體、半導體三極管三極管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等組成紅外光脈沖信號發(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、濾波及開關電路。沖的接收、放大、整形、濾波及開關電路。 l 當我們將于放在干手器的下方當我們將于放在干手器的下方1015cm時，由時，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

27、脈沖電壓信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換成脈沖電壓信號，經(jīng)VT、VT3放大，再經(jīng)反相器放大，再經(jīng)反相器F3、F4整形，并通過整形，并通過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)榈碗娖剑筕T4導通，繼電器導通，繼電器K得電工作，其觸點得電工作，其觸點K1閉合，接通電熱風機的電源，熱風吹向手部進行干燥處理。閉合，接通電熱風機的電源，熱風吹向手部進行干燥處理。l圖圖13-10 紅外自動干手器電圖路紅外自動干手器電圖路 l 與此同時，發(fā)光二極管與此同時，發(fā)光二極管VD5也點亮，告知熱風機電路也點亮，告知熱風機電路已被啟動。為防止人手晃動而偏離光控部分，造成短時的已被啟動。為防止

28、人手晃動而偏離光控部分，造成短時的信號消失，而使電路不能連續(xù)王作，在電路中由信號消失，而使電路不能連續(xù)王作，在電路中由VD3、R12、C6組成延時關機電路。當手離開光控部分時，組成延時關機電路。當手離開光控部分時，C6通通過過R12需要一段時間，因此在短時間內(nèi)需要一段時間，因此在短時間內(nèi)C6上仍可保持高電上仍可保持高電平存在，使后級電路仍保持原工作狀態(tài)不變。延時時間一平存在，使后級電路仍保持原工作狀態(tài)不變。延時時間一般為般為3s就夠了。就夠了。 l二、溫度傳感器應用實例二、溫度傳感器應用實例l1.食用菌烘箱食用菌烘箱l 蘑菇、木耳等食用菌是我國出口的主要農(nóng)副產(chǎn)品之一。蘑菇、木耳等食用菌是我國出

29、口的主要農(nóng)副產(chǎn)品之一。能及時地將鮮食用菌烘成干成品，這對減少食用菌專業(yè)戶的能及時地將鮮食用菌烘成干成品，這對減少食用菌專業(yè)戶的經(jīng)濟損失，顯然是非常重要的一環(huán)。經(jīng)濟實用的食用菌烘干經(jīng)濟損失，顯然是非常重要的一環(huán)。經(jīng)濟實用的食用菌烘干箱電路見圖箱電路見圖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。由兩個左右給電源供電。由兩個555時基電路時基電路ICl、IC2與外與外圍元件組成兩個多諧振蕩器，它們輸出的周期電平，控制著圍元件組成兩個多諧振蕩器，它們輸出的周期電平，控制著雙向晶閘管的導通與截止

30、。其中電位器雙向晶閘管的導通與截止。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影響振蕩的控制極上，它們的阻值變化將會影響振蕩器的工作。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可分別設定溫度及濕度控制點?？煞謩e設定溫度及濕度控制點。 l 當烘箱開始工作時，烘箱內(nèi)的溫度低，溫度

31、傳感器的當烘箱開始工作時，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間歇導間歇導通給負載通給負載RL加熱。此時，放在箱內(nèi)的食用菌受熱，它們加熱。此時，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，鼓風機隨之轉(zhuǎn)工作，鼓風機隨之轉(zhuǎn)動，將箱內(nèi)的水蒸汽從風口排出。動，將箱內(nèi)的水蒸汽從風口排出。l 當箱內(nèi)溫度升高到設定的溫度時，當箱內(nèi)溫度升高到設定的溫度時，IC1停止工作，停停止工作

32、，停止給負載止給負載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加熱和排濕進行自動控制。的情況對加熱和排濕進行自動控制。 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)動電路及加熱器比較器、驅(qū)動電路及加熱器RL等組成。通過電路可自動控等組成。通過電路可自動控制加熱器的開閉，使水溫保持在制加熱器的開閉，使水溫保持在90。l 熱敏電阻在熱敏電阻在25時阻值為時阻值為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

33、的基準電壓，在比較器的基準電壓，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。當水溫低于的分壓電壓。當水溫低于90時，比較器時，比較器IC輸出高電位，驅(qū)動輸出高電位，驅(qū)動VT1和和VT2導通，使繼導通，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，比較器時，比較器IC輸出端變?yōu)榈碗娢唬敵龆俗優(yōu)榈碗娢?，VT1和和VT2截止，繼電器則斷開加熱器電路。調(diào)節(jié)截止，繼電器則斷開加熱器電路。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

34、器恒溫土嚷加熱器l 要想使蘑菇等植物茁壯成長，僅靠玻璃或農(nóng)膜要想使蘑菇等植物茁壯成長，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圖恒溫土壤加熱器的電路見圖13-13所示。由集所示。由集成溫度傳感器成溫度傳感器IC1、運算放大器、運算放大器IC2等組成比較器。等組成比較器。其中電位器其中電位器RP1用來設定控制溫度。當土壤溫度低用來設定控制溫度。當土壤溫度低于設定溫度時，集成溫度傳感器于設定溫度時，集成溫度傳感器AD590電流將減小

35、，電流將減小，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導通負載導通負載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，直至達到設定溫度，的電流增大，直至達到設定溫度， IC2反相輸入端反相輸入端的電壓高于同相輸入端的電壓，此時的電壓高于同相輸入端的電壓，此時IC2輸出低電輸出低電平，平，VT1、VT2截止，停止對負載截止，停止對負載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

36、的恒定。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，另外導線和加熱器應有較好的絕緣。另外導線和加熱器應有較好的絕緣。l4.自動門控制電路自動門控制電路l 圖圖13-14是自動門控制電路原理圖。人體移動探測采用新是自動門控制電路原理圖。人體移動探測采用新型熱釋電紅外線探測模塊型熱釋電紅外線探測模塊HN911。V1用作延時控制，通過調(diào)用作延時控制，通過調(diào)節(jié)電位器節(jié)電位器RPI便可改變延時控制的時間。光耦便可改變延時控制的時間。光耦MoC3020起交起交直流隔離作用。當無人行走需要通過自動門時，直流隔離作用。當無人行走需要通過自動門時，HN911輸出輸出端

37、端1為低電平，為低電平，V1無控制信號輸出，雙向晶閘管無控制信號輸出，雙向晶閘管V2關閉，負關閉，負載電機不工作，門處于關閉狀態(tài)。載電機不工作，門處于關閉狀態(tài)。l 當有人接近自動門時，當有人接近自動門時，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，雙向晶閘管導通，負載電機工作，為高電平輸出，雙向晶閘管導通，負載電機工作，打開自動門。打開自動門。l 當自動門運行到位時，由限位開關當自動門運行到位時，由限位開關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

38、用輸出端2的輸出控制自動門關閉。的輸出控制自動門關閉。 l圖圖13-14 自動門控制電路原理圖自動門控制電路原理圖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，可實現(xiàn)采用熱釋電紅外傳感器制作的燈控器，可實現(xiàn)“人來人來燈亮，人走燈滅燈亮，人走燈滅”的功能，省電又方便，適用于賓館、機的功能，省電又方便，適用于賓館、機關、居民樓道及家庭使用。關、居民樓道及家庭使用。l 燈控器的電路如圖燈控器的電路如圖13-15所示。它主要由熱釋電紅外傳所示。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

39、電源等組成。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、延時器等。在延時器等。在IC1外部連接的外部連接的R2、RP1和和R3是專為白天自是專為白天自動關燈而設置的調(diào)節(jié)裝置，動關燈而設置的調(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)時應使電路在夜幕降臨時，電位器調(diào)節(jié)時應使電路在夜幕降臨時，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。

40、l圖圖13-15 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置的。除此之外，益而設置的。除此之外，IC1外接的外接的R11、C10為延時網(wǎng)絡為延時網(wǎng)絡,延時約延時約2分鐘。分鐘。l 當熱釋電紅外傳感器當熱釋電紅外傳感器958檢測到人體紅外信號時，它將檢測到人體紅外信號時，它將輸出微弱的電信號至輸出微弱的電信號至ICI的的14腳，經(jīng)腳，經(jīng)IC1內(nèi)部兩級放大器放內(nèi)部兩級放大器放大，再經(jīng)電壓比較器與其設定的基準電壓進行比較后，輸大，再經(jīng)電壓比較器與其設定的基準電壓進行比較后，輸出高電平，再經(jīng)延時處理后，由出高電平

41、，再經(jīng)延時處理后，由IC1的的2腳輸出，驅(qū)動腳輸出，驅(qū)動V1使使繼電器繼電器K工作，其觸點接通電燈電源，點亮電燈。工作，其觸點接通電燈電源，點亮電燈。l 當人離去時，當人離去時，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，當燈處于導通點亮狀態(tài)，如果再出現(xiàn)第二次觸發(fā)的功能，當燈處于導通點亮狀態(tài)，如果再出現(xiàn)第二次觸發(fā)，則延時重新開始，保持燈光亮。要是現(xiàn)場有人一直觸發(fā)，則延時重新開始，保持燈光亮。要是現(xiàn)場有人一直停留而不離去，燈光就會持續(xù)點亮而不熄滅。停留而不離去，燈光就會持續(xù)點亮而不熄滅。 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

42、、拉簧及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，見圖桿等組成，見圖13-16所示。使用時，打開電源的同時連桿所示。使用時，打開電源的同時連桿向上推動永磁體克服彈簧的拉力，使永磁體和熱敏鐵氧體向上推動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 當被加熱物體的溫度超過限定的溫度（即熱敏鐵氧體當被加熱物體的溫度超過限定的溫度（即熱敏鐵氧體的居里溫度）時，熱敏鐵氧體失去磁性，永磁體不再對熱的居里溫度）時，熱敏鐵氧體失去磁性，永磁體不再對熱敏鐵氧體有吸力，此時在彈簧拉力的作用下，連桿向下運敏鐵氧體有吸力，此時在彈簧拉力的作用下，連桿向下運動，并同時切斷加熱電源。動，并同時

43、切斷加熱電源。 l圖圖13-16 電飯鍋限溫原理圖電飯鍋限溫原理圖l7.電子體溫計電子體溫計l 在醫(yī)學中，一個最經(jīng)常需要了解的數(shù)據(jù)就是人的體溫。在醫(yī)學中，一個最經(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算放大器便可組成一個有足利用熱敏電阻溫度傳感器和運算放大器便可組成一個有足夠測量精度的醫(yī)用電子體溫計。夠測量精度的醫(yī)用電子體溫計。l 電子體溫計的電路如圖電子體溫計的電路如圖13-17所示。熱敏電阻所示。熱敏電阻RT和和R1、R2、R3及及RP1組成一個測溫電橋。在溫度為組成一個測溫電橋。在溫度為+20時，選時，選擇擇R1和和R2并調(diào)節(jié)并調(diào)節(jié)RP1使電橋平衡。當溫度升高時，熱敏電

44、使電橋平衡。當溫度升高時，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，由運算放大器放大，放大后的不平衡電壓引起接在電壓，由運算放大器放大，放大后的不平衡電壓引起接在運算放大器反饋電路中的微安表的相應偏轉(zhuǎn)。運算放大器反饋電路中的微安表的相應偏轉(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，可保持冷藏時，可保持冷藏食品的新鮮度。如果溫度過

45、高，食品容易腐爛，溫度過低，食品的新鮮度。如果溫度過高，食品容易腐爛，溫度過低，又會使食品凍結(jié)而味道變差。又會使食品凍結(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冰箱冷藏室溫度的有效手段。每次打開電冰箱門時，放在冷藏室內(nèi)的監(jiān)視器會立手段。每次打開電冰箱門時，放在冷藏室內(nèi)的監(jiān)視器會立即以發(fā)光二極管點亮的不同顏色自動顯示冷藏室內(nèi)的溫度即以發(fā)光二極管點亮的不同顏色自動顯示冷藏室內(nèi)的溫度是否正常。是否正常。l 監(jiān)視器的電路見圖監(jiān)視器的電路見圖13-18所示。

46、溫度傳感器選用所示。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系，約為成溫度傳感器，它的輸出電壓與溫度呈線性關系，約為10mV/。由于它的輸出端經(jīng)。由于它的輸出端經(jīng)R3接入一個接入一個-0.6V的電位，故的電位，故檢測的溫度可以擴展至檢測的溫度可以擴展至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，輸送到由運放大后，輸送到由運算放大器算放大器IC3a和和IG3b組成的比較器。比較器對組成的比較器。比較器對

47、IC2的輸出電的輸出電壓與代表冷藏室溫度的基準電壓進行比較。該基準電壓由壓與代表冷藏室溫度的基準電壓進行比較。該基準電壓由齊納二極管齊納二極管VD5和和R12R21組成的步級分壓器產(chǎn)生。組成的步級分壓器產(chǎn)生。10刀雙刀雙列開關列開關S1和和S2分別用來選擇最高和最低冷藏室溫度的基準分別用來選擇最高和最低冷藏室溫度的基準電壓，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電壓分為由分壓器提供的基準電壓分為9個等級，每級電壓代個等級，每級電壓代表表1。因此，加到。因此，加到IC3a和和IG3b的基準電壓可以用的

48、基準電壓可以用S1和和S2分分別設定為別設定為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電壓加到其中，代表冷藏室最高允許溫度的基準電壓加到IC3a的反相輸入端，而代表冷藏室最低允許溫度的基準電壓加的反相輸入端，而代表冷藏室最低允許溫度的基準電壓加到到IC3b的同相輸入端。這樣，當冷藏室溫度高于設定的最的同相輸入端。這樣，當冷藏室溫度高于設定的最高允許溫度時，高允許溫度時， IC3a輸出高電位，使輸出高電位，使VT4導通，紅色發(fā)光導通，紅色發(fā)光二極管二極管VD3點亮，表示冰箱溫度過高，應調(diào)小電冰箱溫控點亮，表示冰箱溫度過高，應調(diào)小電冰箱溫控器的控制溫度；當冷藏室溫度

49、低于設定的最低溫度時，器的控制溫度；當冷藏室溫度低于設定的最低溫度時，IC3b輸出高電位，此時輸出高電位，此時VT3導通，黃色發(fā)光二極管導通，黃色發(fā)光二極管VD2點亮，點亮，表示冰箱溫度過低，應調(diào)高冰箱溫控器的控制溫度。表示冰箱溫度過低，應調(diào)高冰箱溫控器的控制溫度。 l 當冷藏室溫度保持在設定值范圍之內(nèi)時，當冷藏室溫度保持在設定值范圍之內(nèi)時，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導通，于是導通，于是綠色發(fā)光二極管綠色發(fā)光二極管VD4點亮，表示電冰箱溫度正常。點亮，表示電冰箱溫度正常。 l 為了使發(fā)光二極管在打開冰箱冷藏室門時能立即給為

50、了使發(fā)光二極管在打開冰箱冷藏室門時能立即給出指示，而關閉門時中斷供電電源，監(jiān)視器采用光電三極出指示，而關閉門時中斷供電電源，監(jiān)視器采用光電三極管管VT1和達林頓管和達林頓管VT2組成電子開關。這樣，當關閉電冰組成電子開關。這樣，當關閉電冰箱門時，冷藏室內(nèi)光線變暗，使箱門時，冷藏室內(nèi)光線變暗，使VT1和和VT2均處于截止狀均處于截止狀態(tài)，從而自動中斷監(jiān)視器的電源；態(tài)，從而自動中斷監(jiān)視器的電源；l 當打開電冰箱門時，冷藏室照明燈點亮，使當打開電冰箱門時，冷藏室照明燈點亮，使VT1在光在光照下導通，照下導通，VT2隨之也導通，監(jiān)視器自動接通電源進入工隨之也導通，監(jiān)視器自動接通電源進入工作狀態(tài)。作狀態(tài)

51、。 l9.采用集成溫度傳感器的液位報警器采用集成溫度傳感器的液位報警器l 報警器的原理電路見圖報警器的原理電路見圖13-19所示，它由兩個所示，它由兩個AD590集成集成溫度傳感器、運算放大器及報警電路等組成。其中傳感器溫度傳感器、運算放大器及報警電路等組成。其中傳感器B2設置在警戒液面的位置，而設置在警戒液面的位置，而B1傳感器設置在外部。傳感器設置在外部。l 平時兩個傳感器在相同的溫度條件下，調(diào)節(jié)電位器平時兩個傳感器在相同的溫度條件下，調(diào)節(jié)電位器RP1，使運算放大器的輸出為零。使運算放大器的輸出為零。l 當液面升高時，傳感器當液面升高時，傳感器B2將會被液體淹沒，由于液體溫將會被液體淹沒，

52、由于液體溫度與環(huán)境溫度不同，使運算放大器輸出控制信號，經(jīng)報警電度與環(huán)境溫度不同，使運算放大器輸出控制信號，經(jīng)報警電路報警。路報警。 l圖圖13-19 報警器的原理電路報警器的原理電路l三、物位傳感器應用實例三、物位傳感器應用實例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電式水位傳感器探測水位，高性能水位控制器采用導電式水位傳感器探測水位，使用液面專用檢測電路使用液面專用檢測電路SL2429A及時基電路及時基電路555等組成控制等組成控制電路，如圖電路，如圖13-20所示。所示。 l 液面專用檢測電路內(nèi)部由穩(wěn)壓器、振蕩器、檢測器及液面專用檢測電路內(nèi)部由穩(wěn)壓器、振蕩器、檢測

53、器及放大單元等構(gòu)成，設有反壓保護、溫度補償及抗噪聲電路，放大單元等構(gòu)成，設有反壓保護、溫度補償及抗噪聲電路，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腳輸出的振蕩信號傳送到腳輸出的振蕩信號傳送到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 當探知電極未觸水時，當探知電極未觸水時，ICI、IC2的的1、14腳輸出低電平；腳輸出低電平；當水位上升而觸及探知電極

54、時，振蕩信號被水旁路，當水位上升而觸及探知電極時，振蕩信號被水旁路，IC1、IC2的的1、14腳輸出高電平。由腳輸出高電平。由555時基電路組成時基電路組成RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。l 當無水時，當無水時，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，其常開觸點閉合，可控制水泵運行上水。工作，其常開觸點閉合，可控制水泵運行上水。l 當水面升至當水面升至B點時，點時，IC3的的S端變?yōu)楦唠娖?，端變?yōu)楦唠娖剑琑S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)運行上水。保持狀態(tài)，其輸出端仍為高電平，水泵繼續(xù)運行上水。l 當水位升至當水位升至A點時

55、，點時，IC3的的R端變?yōu)楦唠娖剑漭敵龆硕俗優(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，水泵停止運行。停止工作，水泵停止運行。l 當水位低于當水位低于A點后，點后，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)器又進入保持狀態(tài)。只有當水位低于又進入保持狀態(tài)。只有當水位低于B點后，水泵才會重新啟動。點后，水泵才會重新啟動。 l2.太陽能熱水器水位報警器太陽能熱水器水位報警器l 太陽能熱水器一般都設在室外房屋的高處，熱水器的太陽能熱水器一般都設在室外房屋的高處，熱水器的水位在使用時不易觀測。水位在使用時不易觀測。l 使用水位報警器后，則可實現(xiàn)水箱中缺水或加

56、水過多使用水位報警器后，則可實現(xiàn)水箱中缺水或加水過多時自動發(fā)出聲光報警聲。水位報警器的電路，如圖時自動發(fā)出聲光報警聲。水位報警器的電路，如圖13-21所所示。示。l 導電式水位傳感器的三個探知電極分別和導電式水位傳感器的三個探知電極分別和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。報警聲由音為電源指示燈。報警聲由音樂集成電路樂集成電路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，

57、將組成音頻功放級，將IC輸出的信號輸出的信號放大后，推動揚聲器發(fā)出報警聲。放大后，推動揚聲器發(fā)出報警聲。 l圖13-21 水位報警器的電路l 當水位在電極當水位在電極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導通，導通，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)。整個報警系統(tǒng)處于非報警狀態(tài)。也處于熄滅狀態(tài)。整個報警系統(tǒng)處于非報警狀態(tài)。l 當熱水器水箱中的水位下降低于電極當熱水器水箱中的水位下降低于電

58、極2時，時，VT3截止，截止，VT2導通，低水位指示燈導通，低水位指示燈VD9點亮。由點亮。由C3及及R4組成的微分電組成的微分電路在路在VT2由截止到導通的跳變過程中產(chǎn)生的正向脈沖，將觸由截止到導通的跳變過程中產(chǎn)生的正向脈沖，將觸發(fā)音樂集成電路發(fā)音樂集成電路IC工作，隨之揚聲器發(fā)出工作，隨之揚聲器發(fā)出30s的報警聲。告知的報警聲。告知主人水箱將要缺水了。主人水箱將要缺水了。 l 同理，當水箱中的水超出電極同理，當水箱中的水超出電極1時，時，VT1導通，高水位指導通，高水位指示燈示燈VD8點亮，同時點亮，同時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)音樂集成電路樂集成電

59、路IC工作，使揚聲器發(fā)出報警聲，告知主人水箱中工作，使揚聲器發(fā)出報警聲，告知主人水箱中的水快溢出來了。的水快溢出來了。 l3.遠距離水位遙測儀遠距離水位遙測儀 l 該水位遙測儀電路簡單、安裝方便、長期工作可靠。該水位遙測儀電路簡單、安裝方便、長期工作可靠。檢測人員可在遠離現(xiàn)場的值班室內(nèi)通過儀器上的十個發(fā)光檢測人員可在遠離現(xiàn)場的值班室內(nèi)通過儀器上的十個發(fā)光二極管的點亮情況，了解水箱內(nèi)水位的情況。二極管的點亮情況，了解水箱內(nèi)水位的情況。l 整個水位遙測器由發(fā)送和接收顯示兩部分組成，在發(fā)整個水位遙測器由發(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電纜進行連接。送部分和接收部分之間通過電纜進

60、行連接。l 圖圖13-22是水位遙測儀的電路原理圖。發(fā)送部分由導電是水位遙測儀的電路原理圖。發(fā)送部分由導電式水位傳感器、十進制計數(shù)式水位傳感器、十進制計數(shù)/分配器、和非門電路組成。接分配器、和非門電路組成。接收及顯示部分主要由十進制計數(shù)收及顯示部分主要由十進制計數(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 水位遙測儀的電路原理圖水位遙測儀的電路原理圖l 假定水位在電極假定水位在電極F、G之間，當之間，當IC1的的Q0輸出高電平時，輸出高電平時，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