【正文】 RO S CRI S R C0 . 1 μ FRB I A SVO U TA M P O U T圖 比率輸出電路 ? MAX1462是信號(hào)處理器中性能較好的一種產(chǎn)品，具有集成度高、功耗低、噪聲小、分辨率高和 SoC結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。該電路能提供一個(gè)與電源電壓成正比的輸出。在實(shí)際使用時(shí)，只要外加少量元件，便能對(duì)傳感器的各種失調(diào)進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，使信號(hào)調(diào)理輸出信號(hào)的精度達(dá)到 %。 VSVSG N DG N DXO U TYO U TXP I L TYP I L TP 1 . 0P 1 . 1A D X L 2 1 08 0 5 10 . 1 μ F0 . 1 μ F1 2 5 Ω0 . 1 μ F圖 ADXL210與 51單片機(jī)接口電路圖 ? ? MAX1457是美國(guó) MAXIM公司生產(chǎn)的高集成度模擬信號(hào)處理器，片內(nèi)不僅具有信號(hào)轉(zhuǎn)換的ADC和 DAC，而且還含有可編程增益放大器（ PGA）、失調(diào)校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償電路。系統(tǒng)所需精度要求為 。 ? 在我們的軌道檢測(cè)儀中，使用了該芯片測(cè)機(jī)車加速度和鐵路枕木傾斜情況。美國(guó) ADI(Analog Devices Inc)推出的 ADXL系列單片式加速度傳感器具有靈敏度高、耐沖擊、體積小、性能穩(wěn)定可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)打開，測(cè)量和顯示 T1的溫度；當(dāng)開關(guān)閉合，測(cè)量和顯示T2傳感器輸出的溫度。這是一種 2片溫度傳感器與 1片單片機(jī) 8051的接口電路。 181。從圖中看出，這是一種多點(diǎn)（ 8片溫度傳感器）溫度測(cè)量電路，能同時(shí)監(jiān)控 8種不同環(huán)境的溫度（ 40~+125℃ ），并共用 1根單片機(jī)的 I/O線。因此，在重要的微控制器和微處理器溫控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、便攜式電池供電設(shè)備、硬驅(qū)動(dòng) /磁帶驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)和電信、電話和汽車等領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。由于它具有其它溫度傳感器所沒有的好性能，如集成度高，數(shù)字接口等，所以，在各種單片機(jī)應(yīng)用電路中頗受青睞。該傳感器溫度測(cè)量范圍較寬，一般在 40~+125℃ ，測(cè)量精度為 177。這里，我們以 MAX6575L/H為例來(lái)介紹數(shù)字量輸出溫度傳感器的接口電路。相反如選電壓量輸出的溫度傳感器，則要涉及到信號(hào)電壓放大和模 /數(shù)轉(zhuǎn)換等有關(guān)問題，其硬件電路較前復(fù)雜得多。 ? 傳感器的輸出形式是多種多樣的，傳感器的輸出量的形式將直接影響系統(tǒng)或測(cè)量?jī)x表的優(yōu)化程度。 18數(shù) 據(jù)1 94N 08 1 0 1 2A D C 0 8 0 1Ue i n+Ua u g+滿 刻 度 調(diào) 整UR E F/ 2圖 壓力傳感器與數(shù)字電路的連接 ? 傳感器提供一個(gè)與所施加壓力成比例的差壓信號(hào)（），信號(hào)處理單元將差壓信號(hào)放大，偏壓由調(diào)整。178。 壓力傳感器++++A1A2A4A3RRRR1 . 2 3 VR15 6 . 2Ω1 0 k Ω1 0 Ω1 0 k Ω1 0 k Ω1 0 k Ω3 . 0 1 kΩ5 0 0 Ω 8 2 5 ΩR3L T 1 0 0 4 1 . 2US3 524US= 5 V679偏 壓 調(diào) 整UI N ( +)UI N ( )A G N D D G N D C S R D352 0 k Ω3 3 0 p FC L K I NW RI N T RC L K R1 0 181。該輸出信號(hào)與所施加的壓力呈線性和比例關(guān)系。 壓力傳感器及其接口電路 ? ? 這里介紹一種最為簡(jiǎn)易的壓力傳感器的數(shù)字接口電路，整個(gè)線路由一個(gè)壓力傳感器、一個(gè)信號(hào)處理單元及一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器組成。目前，他們?cè)诠I(yè)數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及計(jì)量技術(shù)中已被日益廣泛地采用。 K D 9 5 6 1R1R2R3C1C2+KA1 k Ω1 0 k ΩQ M N 1 01 2 0 k ΩTR P2 C P1 0 0 p F 4 . 7 μ FU 8 5 0ф 1 2訊 響 器圖 有毒氣體探測(cè)報(bào)警器電路 第 5章 數(shù)字量輸出傳感器 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)測(cè)量提出了大尺寸、數(shù)字化、高精度、高效益和高可靠性等一系列要求，因而近年來(lái)出現(xiàn)了新的測(cè)量元件 數(shù)字傳感器，以適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要。 ? 當(dāng)空氣不含有毒氣體時(shí)， A、 K兩點(diǎn)間的電阻很大，流過的電流很小， K點(diǎn)為低電位，達(dá)林頓 U850不導(dǎo)通；當(dāng)空氣中含有還原性氣體時(shí)（如一氧化碳、液化氣、甲烷、丙烷等有毒氣體）， A、 K兩點(diǎn)間的電阻迅速下降，通過的電流增大， K點(diǎn)電位升高，向充電直至達(dá)到 U850導(dǎo)通電位（約 ）時(shí)，U850導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)發(fā)聲集成片 KD9561發(fā)聲。 ? 利用 QMN10氣敏傳感器作為探測(cè)頭，它是一種新型低功耗、高靈敏度的氣敏元件。 應(yīng)用實(shí)例 ? 如圖 。 60年代初，利用金屬氧化物半導(dǎo)體研制出可燃?xì)怏w傳感器。從 40年代末到 50年代主要著重開展以半導(dǎo)體材料對(duì)氣體吸附現(xiàn)象為中心的基礎(chǔ)研究工作。尤其是隨著煤氣、液化石油氣和天然氣的開發(fā)利用，各種氣體災(zāi)害的危險(xiǎn)性隨之增加。早期對(duì)氣體的檢測(cè)主要采用電化學(xué)或光學(xué)方法，其檢測(cè)速度慢，設(shè)備復(fù)雜，成本高，使用也不方便。 +A2+A3+A1+A47 8 L 0 51 0 k Ω5 1 k Ω1 8 0 k Ω1 0 k Ω1 0 k Ω1 0 k Ω6 . 8 k Ω2 0 k Ω 1 0 0 k Ω1 0 0 k Ω1 0 k Ω1 0 0 k Ω1 0 0 k Ω2 2 0 k ΩV D3V D4V D5V D6V D7C1C2C3C4C5C6C8C7R1R2R3R4R5R6R7R8R1 0R1 1R1 2R1 3R P1R9L E D1L E D20 . 0 1 μ F 179。圖 中雖然沒有線性化電路，但可以獲得177。 螺 線 管1 k Ω3 3 k Ω2 2 k Ω4 7 0 k Ω1 k Ω驅(qū) 動(dòng) 電 路V D1V T1V T2V T3V T4L E D2 S C 1 3 172 S C 1 6 842 S C 1 6 842 S C 1 6 84+ 1 2 V結(jié) 露 傳感 器+ 1 8 V0 . 6 8 μ F3 3 k Ω圖 錄像機(jī)的結(jié)露檢測(cè)電路 ? 圖 HS15濕敏傳感器的測(cè)濕電路。晶體管和構(gòu)成緩沖器電路，具有顯示結(jié)露狀態(tài)并能使錄像機(jī)停止工作的功能。結(jié)露狀態(tài)時(shí)傳感器阻值為200kΩ以上，才能保持電路的這種狀態(tài)。若機(jī)內(nèi)濕度增加，結(jié)露傳感器的阻值變大，的基極電位升高。對(duì)于通常的濕度狀態(tài)，結(jié)露傳感器的阻值為 2kΩ左右，則的基極電位約為 。若錄像機(jī)內(nèi)發(fā)生結(jié)露，就會(huì)出現(xiàn)水分附著現(xiàn)象，于是磁帶與走帶機(jī)構(gòu)之間摩擦阻力增大，就會(huì)使帶速不穩(wěn)或者使磁帶停止走動(dòng)，為此，要在機(jī)內(nèi)增設(shè)結(jié)露檢測(cè)電路，檢測(cè)到結(jié)露現(xiàn)象使錄像機(jī)自動(dòng)停止工作。通常，理想的濕度傳感器的特性要求是，適合于在寬溫、濕度范圍內(nèi)使用，測(cè)量精度要高；使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好；靈敏度高，線性好，溫度系數(shù)??；制造工藝簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)，轉(zhuǎn)換電路簡(jiǎn)單，成本低；抗腐蝕，耐低溫和高溫特性等。 V T1V T4V T3V T4V T5V T6V DCJ+V DWH Z 2R1R2R3R4R5RWR6R7R8R9R1 0R1 2R1 1圖 霍爾元件接近開關(guān) ? 設(shè)計(jì)思路 濕度傳感器是由濕敏元件和轉(zhuǎn)換電路等組成，它是將環(huán)境濕度變換為電信號(hào)的裝置。若運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)接近到霍爾元件一定距離，差動(dòng)放大電路產(chǎn)生輸出電壓，觸發(fā)圖中的觸發(fā)器，導(dǎo)通，繼電器吸合，觸點(diǎn)動(dòng)作。在電路中利用穩(wěn)壓管和 給霍爾元件提供一個(gè)恒定的激勵(lì)電流?；魻栭_關(guān)器件具有無(wú)觸點(diǎn)、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、位置重復(fù)精度高等優(yōu)點(diǎn)。N E 5 5 5D2bS1 21 k Ω 5 0 k Ω1 k Ω1 k ΩR Tθ9 . 2 k Ω1 k ΩR P1S1 1UC CUC C0 VS2 11 0 0 k ΩS3+C14 . 7 μ F1 0 0 k Ω16278 43S2 21 k Ω1 0 0 k Ω2 0 k ΩD10 . 1 μ F1 0 k Ω圖 采用熱敏電阻的數(shù)字式體溫計(jì) ? 設(shè)計(jì)思路 ? 霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)制作的一種實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的傳感器用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化。 L D Q AQ BQ CQ DT 2 1 7( 1 )C P +L D Q AQ BQ CQ DT 2 1 7( 4 )C P +L D Q AQ BQ CQ DT 2 1 7( 3 )C P +L D Q AQ BQ CQ DT 2 1 7( 2 )C P +amp。因此，進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)代表著體溫的高低。 應(yīng)用實(shí)例 ? 圖 ，其溫度范圍為 34~42℃ ，電路中熱敏電阻作為傳感器，當(dāng)與人體接觸時(shí)，其阻值發(fā)生變化，因此，電橋的平衡被破壞，其兩臂產(chǎn)生一定的電壓差，經(jīng)和放大后，加到的同相輸入端，與積分器產(chǎn)生的斜坡電壓進(jìn)行比較，的輸出通過與非門形成選通門，控制 NE555 振蕩器通過選通門進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)。接觸式是傳感器與物體直接接觸，從而測(cè)量物體的溫度。溫度傳感器發(fā)糙較早，應(yīng)用也很廣泛。然后將注射器壓縮到 4me（即 ），調(diào)整數(shù)字表頭使其顯示為 1266hPa，反復(fù)調(diào)整多次即可。校準(zhǔn)時(shí)，交一個(gè) 5me注射器通過橡皮管同力敏傳感器的鼻狀孔相通，并預(yù)先吸入 5me、1個(gè)大氣壓的空氣。電路中采用恒流源供電，流經(jīng)傳感器橋中的電流為 ，TL431獲得 。 應(yīng)用實(shí)例 ? 圖 。其中，應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片 作為變換元件，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電阻輸出的傳感器，它屬于物性型，具有精度高的特點(diǎn)；電容式傳感器是利用彈性電極在輸入力作用下產(chǎn)生位移，使電容量變化而輸出的一種傳感器，它具有良好的動(dòng)態(tài)特性；壓電式傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電荷輸出的傳感器；壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，在半導(dǎo)體、基片上采用集成電路制造工藝制成的一種輸出電阻變化的固體傳感器。 壓力傳感器及其接口電路 1 設(shè)計(jì)思路 ? 壓力傳感器是檢測(cè)氣體、液體、固體等所有物質(zhì)間作用力能量的總稱，也包括測(cè)量高于大氣壓的壓力計(jì)以及測(cè)量低于大氣壓的真空計(jì)。 E M 8 5 1 1 ST S C 2 0 0 3P I C O 1 1S C L t s P E N I N R QP I C O 1 0P I C O 1 2S D L X +Y +X Y 圖 TSC2022硬件連接示意圖 第 4章 模擬量輸出傳感器 ? 模擬傳感器輸出與被測(cè)量成一定關(guān)系的模擬信號(hào)，如果需要與計(jì)算機(jī)配合或用數(shù)字顯示，還必須經(jīng)過模／數(shù)轉(zhuǎn)換電路。硬件連接如圖 。該設(shè)計(jì)能滿足各種觸摸屏操作的需要，具有良好的移植性。 圖 51單片機(jī)與 ZY12864D液晶模塊的模擬接口電路 ? 以微處理器 EM8511及觸摸屏控制器TSC2022為例，詳細(xì)闡述了硬件系統(tǒng)的工作原理與設(shè)計(jì)過程。 ZY12864D模塊組成框圖如圖 。外部 CPU通過 13根線對(duì)模塊進(jìn)行控制。 16點(diǎn)陣）