測控電路課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-13 02:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 器 測控電路課程設(shè)計 5 最終得到當有人闖入時輸出為高電平，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲而報警；無人闖入時輸出為高低電平，蜂鳴器不發(fā)出蜂鳴聲報警。 三、 傳感器選擇： 熱釋電紅外傳感器 RE200B RE200B是傳感器的一 種， RE200B采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測紅外輻射，并配合雙靈敏元互補方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。 熱釋電紅外傳感器通常采用 3引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端 (內(nèi)部開關(guān)管 D極， DRAIN)、信號輸出端 (內(nèi)部開關(guān)管 S極， SOURCE)、接地端 (GROUND)。常見的熱釋電紅外傳感器外形如圖 2所示： 圖 2 RE200B外形及其引腳功能 選擇的原因： 熱釋電紅外傳感器 RE200B穩(wěn)定好，能實現(xiàn)我們小組選題的中要求的功能，并且價格便宜，性價比高。 工作原理： 熱 釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠遠高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。 為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出場效應管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用因而 需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式，該電阻阻抗高達１０４ＭΩ，故引入的Ｎ溝道結(jié)型場效應管應接成共漏形式即源極跟隨器，來完成阻抗變換。 熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應管匹配器三部分組成。設(shè)計時應將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負極性的。 圖 2是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負極，Ｓ端為信號輸出。該傳感器將兩個極性相反、特性 一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。對于輻測控電路課程設(shè)計 6 射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。 制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為０．２～２０μｍ。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻 射拒之門外。 參數(shù) 靈敏元面積 基片材料 硅 基片厚度 工作波長 714μ m 平均透過率 75% 輸出信號 (420176。 k黑體 1Hz調(diào)制頻率 帶寬 增益 ) 噪聲 200mV(mVpp) (25℃ ) 平衡度 20% 工作電壓 工作電流 A(VD=10V,Rs=47kΩ ,25℃ ) 源極電壓 (VD=10V,Rs=47kΩ ,25℃ ) 工作溫度 20℃ +70℃ 保存溫度 35℃ +80℃ 視場 139176。 126176。 四、 單元電路設(shè)計 紅外線采集接收電路 由熱釋電紅外傳感器 RE200B來完成。當有人闖入時 RE200B輸出為低電平，當無人闖進時輸出為高電平。 紅外線采集接收電路電路圖 圖 3 紅外線采集接收電路 信號的放大處理電路 測控電路課程設(shè)計 7 由運算放大器 LM741，將信號放大處理。 12111 012 001RRa 1f ????? inout ????? inout ????? 信號的放大處理電路電 路圖 圖 4信號的放大處理電路電路圖 信號的比較電路 由運算放大器 LM339，將信號比較處理。當輸入電壓低于參考電壓 是輸出 5V；當輸入電壓高于參考電壓 是輸出 5V。 信號的比較電路電路圖 圖 4信號的比較電路電路圖 測控電路課程設(shè)計 8 信號的取反電路 由與非門 74LS00 芯片，將信號進行取反處理。當輸入電壓為低電壓時，經(jīng)過該電路取反，得到高電平輸出；當輸入電壓為高電壓時，經(jīng)過該電路取反，得到低電平輸出。 信號的取反電路電路圖 圖 4信號的比較電路和蜂鳴器電路圖 蜂鳴器報警電路 由蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲報警。當 輸入電壓為高電壓時，蜂鳴器報警；當輸入電壓為低電壓時，蜂鳴器不報警。 五、 元器件選擇 LM741 LM741（單運放）是高增益運算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應用 .這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護和閉鎖自由運作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當?shù)碾娢弧?0kΩ電位器是用于抵消調(diào)零類型 CA741C， CA741（見圖 5）類型 CA1458，CA1558沒有具體的終端抵消調(diào)零。每一類運放包括一個差分輸入放大器有效驅(qū)動增益和發(fā)射極跟隨互補輸出。技術(shù)數(shù)據(jù)類型與相應的臺灣 CA 品牌 同類型。 L
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