第十二章传感器实用小制作

1、 第十二章第十二章 传感器实用小制作传感器实用小制作项目1电子温度计制作 项目2电子称的制作 项目3超声波测距仪的制作 项目4转速测量仪的制作 项目5霍尔开关的制作 项目6热释电自动化节能装置的制作 项目项目1 1电子温度计制作电子温度计制作步骤一：设计步骤一：设计整体设计框架图整体设计框架图电路组装与调试电路组装与调试步骤二：选择热电偶步骤二：选择热电偶热电偶有几十种，选用现有的普通K型热电偶。步骤三：设计温度信号调理集成电路步骤三：设计温度信号调理集成电路步骤四：组装步骤四：组装 按测量电路原理图设计好电路板，将元件安装到PCB板上，再进行锡焊，做好温度放大测量电路后将热电偶联接进来，并将

2、信号输出线接入液晶电压表。步骤五：调试步骤五：调试 为实现在0时放大器输出0 V，要求将热电偶置于0的环境中，调节RP1，使放大器输出电压u0为0 V。工程中，这项工作称为零点校准。为实现在100时放大器输出5 V，要求将传感器置于100的环境中，调节运算放大器的反馈电阻RP2，使放大器输出电压u0为5 V。工程中，这项工程称为满度校准。这些可调元件的参数一经调定就不允许再变动。 发现问题要认真查找原因，并加以消除。注意使用范围。【任务任务】请选用红外线传感器制作温度检测仪请选用红外线传感器制作温度检测仪 在温度实际测量中，2000以下高温区域一般采用热电偶测量。对于2000以上的高温区域，必

3、须采用一种新型的测量方法来实现高温测量。请选用红外线传感器制作温度检测仪。 工作要求：能够测量高温区域(2 000 以上）。项目项目2 2电子称的制作电子称的制作步骤步骤1、整体设计系统框图、整体设计系统框图步骤步骤2、设计各部分电路、设计各部分电路 电阻应变式称重传感器 在实际制作过程中我们采用XYL-1型称重传感器。XYL-1型称重传感器是一种“弹性受力体-电阻应变片”式力传感器，它的合金钢弹性体制成S型，关于几何中心的对称性精度很高，具有较好的抗偏载能力。 放大电路 如果用差动原理进行测量，要用差动放大器作电压放大。称重电桥输出的差动信号的调理采用了差动放大器。差动放大器的电路图如图所示

4、，只需高精度LM358和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。 A/D转换电路 本设计中采用的A/D转换器为7107，它将经放大电路放大后的模拟电压信号转换成数字信号，以便于数码管进行显示。显示电路 本系统采用的3位半数字电压表，图12-8是四个七段LED数码管与一片7107构成的3位半、量程为02V的简易数字电压表。 步骤步骤3、电路组装、电路组装 按测量电路原理图设计好电路板，将元件安装到PCB板上，再进行锡焊，做好放大测量电路后将XYL-1型称重传感器联接进来，并将信号输出线接入数码电压表。步骤步骤4、电路调试、电路调试 首先在秤体自然下垂已无负载时调整RP1，使显示器准确显示零。

5、 再调整Rp2，使秤体承担满量程重量（本电路选满量程为2千克）时显示满量程值。 然后在秤钩下悬挂1千克的标准砝码，观察显示器是否显示1.000，如有偏差，可调整RP3值，使之准确显示1.000。 重新进行2、3步骤，使之均满足要求为止。 最后测量RP2、RP3电阻值，并用固定精密电阻予以代替。RP1可引出表外调整。测量前先调整RP1，使显示器回零。项目项目3 3超声波测距仪的制作超声波测距仪的制作步骤步骤1:确定系统方案确定系统方案系统分为系统分为4个功能模块：超声波发射电路，超个功能模块：超声波发射电路，超声波接受电路，信号处理电路，数码显示声波接受电路，信号处理电路，数码显示电路。电路。

6、步骤步骤2 设计各部分电路设计各部分电路 超声波发射电路 由两块555集成电路组成。IC1（555）组成超声波脉冲信号发生器。 超声波接收电路超声波接收电路 超声波接收头和IC4组成超声波信号的检测和放大。反射回来的超声波信号经IC4的2级放大1000倍（60dB），第1级放大100倍（40dB），第2级放大10倍（20dB）。 信号处理电路信号处理电路 由倍压检波电路取出反射回来的检测脉冲信号送至IC5进行处理。由Ra、Rb、IC5组成信号比较器，对信号进行处理。 显示电路显示电路 由IC9（4553）、LED1-LED3、TR1TR3组成显示电路。步骤步骤3、电路组装、电路组装 按测量电路

7、原理图设计好电路板，制作印刷电路板。将元件安装到印刷电路板板上，再进行锡焊， 这里采用的超声波发射头为T40-16,接收头为R40-16. 步骤步骤4、电路调试、电路调试 调整发射接收电路 调整误检测电路 调节计数电路脉冲频率，校准测距仪。 关于长距离测量项目项目4 4转速测量仪的制作转速测量仪的制作步骤一步骤一 设计整体框图设计整体框图步骤二步骤二 设计各部分电路设计各部分电路 传感器设计 “码盘+光电对管”构成了码盘式转速测量传感器如图所示，将码盘的转速n转换为光电对管的脉冲输出，频率为f；码盘上2m条黑白条纹相间，则一转输出m个脉冲信号，周期为T(单位为s)，即频率为f，则转速n为60r

8、/min转每分 信号调理电路 光电对管输出的波形并非理想的矩形脉冲信号，可能会引起误码，所以需要整形，整形电路如图所示。调理电路中采用整形电路，将高低电平渐变的脉冲信号转换为高低电平突跳的理想脉冲信号。 显示电路 经频压转换出来的电压信号输入到不同数显万用表进行显示，前面我们已做介绍，这里就不做详细的数字万用表电路的介绍。 步骤三步骤三 电路组装电路组装 按测量电路原理图设计好电路板，将元件安装到面包板上，我们使用MOC70T3型光电对管，使用F/V转换器2907。光步骤四步骤四 电路调试电路调试 电对管静态特性观察：MOC70T3型光电对管的工作电压为+10V。反复地遮挡光电对管，观察光敏晶

9、体管集电极c输出地电平变化。 整形电路测试：在面包板上连接整形电路。输入信号为三角波，频率在1000Hz，峰-峰值为1V，直流电平从+1V到+5V连续调节，观察比较器的翻转。 码盘式转速传感器及整形电路的调试：向转速测量装置提供直流电源。将整形前、后的脉冲信号引到示波器的两个通道。摇动手柄，观察整形前后的波形。 2907F/V转换器静态特性的测试 。项目项目5 5霍尔开关的制作霍尔开关的制作 步骤一步骤一 设计整体系统框图设计整体系统框图 霍尔开关集成传感器由霍尔元件、差分放大器、整形电路、输出电路、电源电路等五个部分组成，其功能框图如图所示。 步骤二步骤二 霍尔器件的材料选择霍尔器件的材料选

10、择 霍尔器件常用锗、硅、砷化镓、砷化铟及锑化铟等半导体材料制作。砷化镓的霍尔系数大，电子迁移率也较高，禁带宽度大，则温度稳定特性好，N型硅的工作温度范围较宽，一般在-100+170，N型锗易加工制作，综合性能较好；锑化铟和砷化铟的电子迁移率高，霍尔系数小。本设计采用N型硅。步骤三步骤三 设计系统电路设计系统电路步骤四步骤四 电路组装电路组装 按测量电路原理图设计好电路板，将元件安装到面包板上，我们使用N型硅作霍尔元件。 步骤五步骤五 电路调试电路调试 当B=0时，输出高电平。 当B0时，输出低电平。 当B0时，输出高电平。 结论：检出正向磁场时传感器输出高电平；检出负向磁场或无磁场时传感器输出

11、低电平。项目项目6 6热释电自动化节能装置的制作热释电自动化节能装置的制作步骤一步骤一 设计整体框图设计整体框图 该装置的结构框图如图所示，该电路由电源、热释电检测器、电平转换、延时电路及驱动电路等五部分组成。 步骤二步骤二 设计各部分电路设计各部分电路 电源电路 电平转换电路 图中VT3、VT4组成电平转换电路。因为热释电传感器输出高电平时，最大为3V，经VT3、VT4电平转换后，在R8上输出的电平可接近9V。 延迟电路 由上图中CD4069六反相器的1/64/6组成延迟电路。当有人在检测区并作一定运动（或活动），则VT4集电极输出高电平，反相器脚也输出高电平。按图上的参数（C5=220，R9=10M）约经12分钟后，C5上的电压才降到1/2UC以下，使反相器脚输出低电平，其波形如下图所示。改变R9、C5值，可获得