【文章內(nèi)容簡介】 37 單相橋式整流電容濾波電路及穩(wěn)態(tài)時的波形 分析 當(dāng) u2為負(fù)半周幅值變化到恰好大于 uC時， V2和 V4因加正向電壓變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)， 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 9 頁 共 28 頁 u2再次對 C充電， uC上升到 u2的峰值后又開始下降；下降到一定數(shù)值時 V2和 V4變?yōu)榻刂梗?C對 RL放電， uC按指數(shù)規(guī)律下降；放電到一定數(shù)值時 V1和 V3變?yōu)閷?dǎo)通，重復(fù)上述過程。 RL、 C 對充放電的影響： 電容充電時間常數(shù)為 rDC，充電速度快； RLC為放電時間常數(shù)，放電速度慢。電容C愈大，負(fù)載電阻 RL愈大 ，濾波后輸出電壓愈平滑，并且其平均值愈大。 電容濾波電路的參數(shù)計算及濾波電容的選擇 單向橋式整流電容濾波電路的輸出電壓如下 UO(AV)錯誤 !未找到引用源。 在濾波電路中若負(fù)載電阻開路，濾波電容按下式選取 錯誤 !未找到引用源。 = RLC錯誤 !未找到引用源。 (3錯誤 !未找到引用源。 5)T/2 濾波電容 數(shù)值 一般在幾十微法到幾千微法，視負(fù)載電流大小而定，其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓值，一般取 ，且通常采用有極性的電解電容。 穩(wěn)壓電路 三端穩(wěn)壓集成電路 LM7805：最大輸出電流 1A、輸出電壓 5V引腳功能如表 31。 圖 38 壓器 7805結(jié)構(gòu)圖及引腳圖 表 31 LM7805集 成電路的引腳功能及數(shù)據(jù) 引腳 功能 電壓 在路電阻（ kΩ） 開路電阻（ kΩ） 紅筆測量 黑筆測量 紅筆測量 黑筆測量 ① 輸入 ∞ 充電 2 25 ① 輸出 5 ① 地 0 0 0 0 0 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 10 頁 共 28 頁 集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重 量輕等顯箸優(yōu)點，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。 LM7805 為三端正穩(wěn)壓器電路 TO220F 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路、帶散熱片時，輸出電流可達(dá) 1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 7805 集成穩(wěn)壓器為三端器件：1 腳為輸入端， 2 腳為接地端， 3 腳為輸出端，使用十分方便。 下圖為 LM7805 三端穩(wěn)壓器的實物圖。 圖 39 穩(wěn)壓器 7805實物圖 穩(wěn)壓電路原理圖 經(jīng)過整流、濾波后的直流電壓加入三端穩(wěn)壓器 LM7805 后得到穩(wěn)定的 5V 直流電源。電路如圖 310 所示。 310 穩(wěn)壓電路原理圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 11 頁 共 28 頁 檢測電路的設(shè)計 傳感器的應(yīng)用與發(fā)展 傳感器幾乎滲透到所有的技術(shù)領(lǐng)域，如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探索、環(huán)境保護(hù)、資源利用、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程和文物保護(hù)等領(lǐng)域，并逐漸深入到人們的生活中，傳感器采用與否及 采用數(shù)量的多少是衡量機(jī)器人是否具有只能得標(biāo)志，現(xiàn)代智能機(jī)器人因為采用了大量性能更好的、功能更強(qiáng)的的傳感器，才使得其具有自我診斷、自我補(bǔ)償、自我學(xué)習(xí)的能力，機(jī)器人通過傳感器實現(xiàn)類似于人們的直覺作用。傳感器傳感器被稱為機(jī)器人的“電五官”。在民用工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器也起著至關(guān)重要的作用，如一座大型煉鋼廠就需要兩萬多臺傳感器和檢測儀表；大型的石油化工廠需要六千多臺傳感器和檢測儀表；一部現(xiàn)代化汽車需要九十多個傳感器；日常生活中的電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、影像設(shè)備、電動自行車、空調(diào)器、照相機(jī)、電熱水器、報警器等家用電器都安 裝了傳感器。 當(dāng)今信息時代，隨著電子計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動檢測自動控制技術(shù)顯露出非凡的能力，傳感器是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。沒有傳感器對原始信息進(jìn)行精確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，就沒有現(xiàn)代化的自動檢測和自動控制系統(tǒng)；沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。 自 1980 年以來，世界傳感器的產(chǎn)值增長率達(dá) 15%~30%， 1985 年世界傳感器市場的年產(chǎn)值為 50 億， 1990 年為 155 億。傳感器的發(fā)展勢如破竹，補(bǔ)課阻擋，它是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。 燃?xì)鈧鞲衅鞯慕榻B 目前，氣體傳感 器的發(fā)展趨勢集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是氣體傳感器一直追求的目標(biāo)。如美國 FirstAlert 公司推出了生物模擬型（光化反應(yīng)型）低功耗 CO 氣體傳感器等。二是增強(qiáng)可靠性，實現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展 MEMS 技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場適用的變送器和智能型傳感器。如美國 GeneralMonitors 公司在傳感器中嵌入微處理器，使氣體傳感器具有控制校準(zhǔn)和監(jiān)視故障狀況功能，實現(xiàn)了智能化。 氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展，常見傳感器的種類：壓 力傳感器、溫度傳 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 12 頁 共 28 頁 感器、濕度傳感器、光敏傳感器、氣敏傳感器等，氣敏傳感器。 氣體敏感元件，大多是以金屬氧化物半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料。按照半導(dǎo)體的物理性的不同，可分為電阻型和非電阻型。 氣敏傳感器 HQ2實物及 結(jié)構(gòu)圖如圖 311所示 。 圖 311 氣敏傳感器 結(jié)構(gòu)圖 半導(dǎo)體氣體傳感器工作原理（ HQ2） HQ2 型氣敏元件 是以金屬氧化物 SnO2為主體材料的 N型半導(dǎo)體其名元件，當(dāng)元件接觸還原性氣體時，其導(dǎo)電率隨氣體濃度的增加而迅速升高。 通常器件工作在空氣中，由于氧化作用，空氣中的氧被半導(dǎo)體（ N 型半導(dǎo)體）材料的電子吸附負(fù)電荷，結(jié)果半導(dǎo)體材料的傳導(dǎo)電子減少，電阻增加，使器件處于高阻狀態(tài)。當(dāng)氣敏元件與被測氣體接觸時，會與吸附的氧發(fā)生反應(yīng)，將束縛的電子釋放出來，敏感膜表面電導(dǎo)增加，使元件電阻減小。 半導(dǎo)體氣敏元件的特性參數(shù)及主要技術(shù)指標(biāo) 將電阻型氣敏元件在常溫下潔凈空氣中的電阻值，稱為氣敏元件 (電阻 型 )的固有電阻值，表示為 Ra， 測定固有電阻值 Ra時，要求必須在潔凈空氣環(huán)境中進(jìn)行。由于經(jīng)濟(jì)地理環(huán)境的差異，各地區(qū)空氣中含有的氣體成分差別較大，即使對于同一氣敏元件，在溫度相同的條件下，在不同地區(qū)進(jìn)行測定，其固有電阻值也都將出現(xiàn)差別。 。 表示在工作溫度下，氣敏元件對被測氣體的響應(yīng)速度。一般從氣敏元件與一定濃度的被測氣體接觸時開始計時，直到氣敏元件的阻值達(dá)到在此濃度下的穩(wěn)定電阻值的 63％時為止，所需時間稱為氣敏元件在此濃度下的 被測氣體中的響應(yīng)時間，通常用符號 Tr 表示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 13 頁 共 28 頁 檢測電路 圖 311 檢測電路原理圖 檢測電路如上圖所示，其中 C2起濾波作用，傳感器 HQ2檢測空氣中易燃?xì)怏w的信號，電位器 RP1調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度。 報警電路的設(shè)計 555 時基電路的起源 555 時基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。它設(shè)計新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小 IC。 1972年，美國西格尼蒂克斯公司 (Sigics)研制出 Tmer NE555 雙極型時基電路，設(shè)計原意是用來取代體積大 ,定時精度差的熱延遲繼電器等機(jī)械式延遲器。但該器件投放市場后，人們發(fā)現(xiàn)這種電路的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原設(shè)計的使用范圍，用途之廣幾乎遍及電子應(yīng)用的各個領(lǐng)域，需求量極大。美國各大公司相繼仿制這種電路 1974 年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上將兩個雙極型 555 單元集成在一起，取名為 NF556。 1978 年美國英特錫爾公司 (Intelsil)研制成功 CMOS 型時基電路ICM555 1CM556,后來又推出將四個時基電路集成在一個芯片上