測(cè)控電路課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-13 02:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器 測(cè)控電路課程設(shè)計(jì) 5 最終得到當(dāng)有人闖入時(shí)輸出為高電平，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲而報(bào)警；無(wú)人闖入時(shí)輸出為高低電平，蜂鳴器不發(fā)出蜂鳴聲報(bào)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(cè)紅外輻射，并配合雙靈敏元互補(bǔ)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(hào)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(shí)現(xiàn)我們小組選題的中要求的功能，并且價(jià)格便宜，性價(jià)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(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測(cè)出物體放出場(chǎng)效應(yīng)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(hào)，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(dá)１０４ＭΩ，故引入的Ｎ溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器，來(lái)完成阻抗變換。 熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。 圖 2是一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí)Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負(fù)極，Ｓ端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性 一致的探測(cè)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(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻測(cè)控電路課程設(shè)計(jì) 6 射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。 制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為０．２～２０μｍ。為了對(duì)某一波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)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(zhǎng) 714μ m 平均透過(guò)率 75% 輸出信號(hào) (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(chǎng) 139176。 126176。 四、 單元電路設(shè)計(jì) 紅外線采集接收電路 由熱釋電紅外傳感器 RE200B來(lái)完成。當(dāng)有人闖入時(shí) RE200B輸出為低電平，當(dāng)無(wú)人闖進(jìn)時(shí)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(hào)的放大處理電路 測(cè)控電路課程設(shè)計(jì) 7 由運(yùn)算放大器 LM741，將信號(hào)放大處理。 12111 012 001RRa 1f ????? inout ????? inout ????? 信號(hào)的放大處理電路電 路圖 圖 4信號(hào)的放大處理電路電路圖 信號(hào)的比較電路 由運(yùn)算放大器 LM339，將信號(hào)比較處理。當(dāng)輸入電壓低于參考電壓 是輸出 5V；當(dāng)輸入電壓高于參考電壓 是輸出 5V。 信號(hào)的比較電路電路圖 圖 4信號(hào)的比較電路電路圖 測(cè)控電路課程設(shè)計(jì) 8 信號(hào)的取反電路 由與非門 74LS00 芯片，將信號(hào)進(jìn)行取反處理。當(dāng)輸入電壓為低電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)該電路取反，得到高電平輸出；當(dāng)輸入電壓為高電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)該電路取反，得到低電平輸出。 信號(hào)的取反電路電路圖 圖 4信號(hào)的比較電路和蜂鳴器電路圖 蜂鳴器報(bào)警電路 由蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警。當(dāng) 輸入電壓為高電壓時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)輸入電壓為低電壓時(shí)，蜂鳴器不報(bào)警。 五、 元器件選擇 LM741 LM741（單運(yùn)放）是高增益運(yùn)算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用 .這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號(hào)范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?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(méi)有具體的終端抵消調(diào)零。每一類運(yùn)放包括一個(gè)差分輸入放大器有效驅(qū)動(dòng)增益和發(fā)射極跟隨互補(bǔ)輸出。技術(shù)數(shù)據(jù)類型與相應(yīng)的臺(tái)灣 CA 品牌 同類型。 L
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