常用传感器及其在电子系统中的应用

1、电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石唯2电子系统设计第2章常用传感器及其在电子系统中的应用匚EE第413727433688h./授课人：石坚（讲师）成都理工大学工程技术学院电子信息工程系压力传感器压阻式压力传感器利用压阻效应将压力信号变换为电阻变化信号的传感器。利用检测电路把压阻式压力传感器的电阻变化转变为电压输出，即可被电子系统处理。检测电路通常是采用惠斯通电桥构成的。用恒流源激励是不错的选择。压力传感器惠斯通电桥构成的恒压源电阻测量电路可以用恒流源供电！结论：恒压源测量电路输出电压与温度相关，必须进行补偿，而恒流源测量电路无需温度补偿，因此采电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚3几

2、种恒流源参考电路电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚类型1:特征：使用运放，高精度除出电流：lout:Vref/Rs类型2：悔征：使用并联稳压器，简单且高精度输出电流：Iout=Vref/Rs检测电压：根据、坏同(1.25V«2.5V)几种恒流源参考电路电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石峪6类型3：持征：使用晶体管，简单，低精度谕出电流：lout=Vbe/Rs除澜电压：的0.6类型4：恃征：减少类型3的VK的温度变化，低、中等精度，低电压检测物出电流：lout=Vref/Rs佥测电压(I.1V-4).6V电子系统设计成都理工大学工程技术学院石唱几种恒流源参考电路类型5

3、：幡征：使用JEFT,超低嚎声泊出电流：由JFET决定检濡电压：与JFET有关类型6：恃征：消除类型I基极电流误差输出电流："=lout-l*压力传感器在低成本电子秤中的应用电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石唯I电子秤基本结构I电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石坚电子秤样机电路ADC>M<U»传WTCIKAL2AL1>15VDOK1STCWC4O52“CMMvMCUCHDVDDltOA：电阻应变式称重传感器B：RC滤波网络>输入横拟信号范围为(-AVDD/2,AVDD/2)>SDI提供SPI(串行外设接口)与MCU通信电子秤精度计

4、算及分析，设传感器输出规格为L6mV/V（即传感器满量程时，电源单位电压对应的输出电压大小）5V电源对应的满量程差分输出信号为：8mV.由FS1（电子秤满置程）=0.8*FS0（传感器的满量程范围），得传感器的最大可提供信号为：6.4mV,设定$口10818内部国人为；128,故SDI0818的最大可用信号为:6.4mV*128=819.2mV(>>假设电子秤内部精度要做到10000点分度（d）,则每个分度大小为：82uV,也就是SDI0818必需能分辨出82uV的信号。>SDI0818参考电压AVDD为5V,则如果每分度按照82W来计算的话，则共有约60975个分度值

5、71;216）,也就是说SDI0816的不动码要达到16位以上才能实现。SDI0816在PGA=128的情况下，有效位为16位，不动码也是16位，能实现10000点左右的电子秤。电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚霍尔传感器根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应：如果把通有电流的导体放在垂直于它的磁场中，则在导体的两侧会产生一电势差，它与电流及磁感应强度成正比,与导体厚度成反比。霍尔传感器的基本应用电路控制电流(激励电流)由电源E供给，其大小可由调节电阻RP来实现，霍尔片渝出端接负箕Rj，R可以是一般电阻，也可以是放大器的输入电阻或指示器的内阻。在磁场和控制电流的作用下，负我上就有输出

6、电压。电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石型11霍尔传感器的典型应用测量转速(1)转速测量原理;在非磁材料的圆盘边缘上粘贴一块磁钢,将圆盘固定在被 测转轴上，开关型看尔传感器定在圆盘外缘附近，圆盘每旋转一周，霍尔传感器便输出一个脉冲，用频率计测这些 脉冲，便可知道转速设频率计的频率为f,粘贴的 磁钢数为Z,则转轴转速为 n=60f/Z (r/min),若Z=60, 则n:f,即转速为频率计的示值下若粘贴6块磁钢，则转速为 n=10f,这样读数与计算都比较 方便.在实际使用中，输入信号可为电流I或磁感应强度B,或者两者同时作为输入，则输出信号可正比于I或B,或两者之积。电子系统设计 成都理工

7、大学工程技术学院 石坚12光电传感器2冷我怆也生注测量转速的装置UGN3040是集电极开路元件，外接上拉电阻。当磁性转子转动时，S尔IC的输出也随之变化，B点是经过三极管反相后的输出。后续电路可用计数器记录转速。电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚光电传感器将被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号的传感器。按光电元件输出量性质可分为模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感器两类。常用光敏器件光敏电阻器 一.结构与原理者均参与导电,此电阻显著减小，称为光敏电阻。光敏电阻利用光电导效应制成。当入射光子使电子由价带跃升到导带时，导带中的电阻和价带中的空穴二 二

8、.光敏电阻有以下优点 1.光谱响应相当宽。 2.所测的光强范围宽，即可对强光响应，也可对弱光响应。 3.无极性之分，使用方便，成本低，寿命长。 4.灵敏度高，工作电流大，可达数亳安。电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚16光敏电阻的符号和连接电路光敏电阻输出电路恒压偏置电路光敏电阻的应用电路照明灯自动控制电路此电路在实际应用中还需改进，如楼道照明增加声控开关、路灯控制增加抗干扰附加电路。常用光敏器件-F光敏（电）二极管型号2002Ans,、*光敏二极管，光敏二极管又称光电二极管，其原理是利用PN结施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小进行工作的

9、。,光敏二极管使用时要反电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚、号T向接入电路接电源负极920龙岐二/甘源正极。中，即正极,负极接电运放A1构成光电流/电压变换器，A2构成电压/电流变换器；该电路可构成光控装置。电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚光敏二极管的应用电路光控电子开关白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现低附状态W1KC,使三极管V鼓止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流W2.2mA,灯泡H不能发光.电阻R1和稔压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V,对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态2100K

10、U,使三极1FV正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光.RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。常用光敏器件光敏三极管光敏（电）三极管型号3 3DU5B （NPN）符号，光敏三吸管具育两个PN结. 其基本原理与二极管相同：但它 把光信号变成电信号的同时，还 的大了信号电流.因此具肓中高 的灵敏度.一般光妁三极性的耳 极已在管内连住.只有C和E两 根引出钱（也可何草极姣引出的光幽苗也分直会者和偌首. 加：2AU （二极管） 3AU等是 堵管；2CU. 2DU. 3CU. 3DU等是 吸管.在使用为被昔日九不能从外 型耒区册是二极管还是三盘管. 只能由型号来判定.

11、BZ0130光敏三极管电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石望光敏三极管的应用电路光电测速装置但）测达M近巾，电路图0E2,JO法木式光电测速装置光敏三极管受光面通过电流，使T饱和，74HC4093输出高电平盘转动输出脉冲序列，测得脉冲个数和圆盘每周孔数,即可算出旋转的转速及转角。电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石坚光电传感器功能：隔离、控制作用接口电路;构成逻辑电路常用光敏器件光电耦合器在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电双应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转撞。电子系统设计成都理

12、工大学工程技术学院石坚光耦器件应用电路举例(1)机械有触点开关量输入接口电路电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚图2.42机械有触电开关输入接口电路光耦器件应用电路举例（2）电子无触点开关量输入接口电路电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚26图2.J3无电点开关输入接口电路电子系统设计成都理工大学工程技术学院石坚光耦器件应用电路举例（3）直流继电器接口电路图2.JJ直流继电器接口电路光耦器件应用电路举例（4）交流接触器接口电路电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石坚电子系统设计 成都理工大学工程技术学院石坚光耦器件应用电路举例（5）固态继电器接口电路n过路图2.46固态继电H接口电路光耦器件应用电路举例（6）交流电源过零检测器电子系统设计成都理工大学工程技术学院石整履光电传感器基本原理：;利用人体发出的红外线进行检测，产生电信号