传感器课程结业报告.docx

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传感器课程结业报告

传感器与检测技术

实物设计报告

指导教师：

陈忠斌

小组成员：

方杰勇、尹孝文、井水清

黄聪骢、陈宇志、朱硕

设计时间：

2011-5-21

目录

一、总原理图及工作原理

二、单元电路设计与分析

1、音频振荡电路

2、光电开光

3、报警发声电路

三、结论

四、心得体会

五、参考文献

一、总原理图及工作原理

图一光敏电阻火灾报警电路

如图一所示电路为光敏电阻火灾报警电路，由音频震荡电路和光电开关两部分组成。

音频电路由集成电路LM386和电阻电容组成，晶体管9013和光敏电阻Rg等组成光控开关。

当接通开关SW后，光敏电阻Rg由于火灾而受到强烈光照时，光敏电阻的阻值急剧减少，使晶体管9013由截止变为导通，接通LM386的电源电路，使LM386的输出端（5管脚）产生一个振荡信号，该信号驱动蜂鸣器发出报警声，

该电路采用+12V电源供电，在日常光照条件就可驱动蜂鸣器发出报警声，黑夜条件下不工作。

若需要改变其在火灾强光照条件下工作，而日常条件下不工作，可以降低输入电压，变为+3V或+6V输入电压（视具体情况而定）。

该电路还可以作为感光报警器，若将它放在橱柜抽屉内，当窃贼打开时，感光报警器即发出防盗报警信号，具有较强的实用性。

二、单元电路设计和分析

一、音频振荡电路：

图一音频振荡电路

音频振荡电路主要有LM386组成。

LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。

当1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5W。

若1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200倍。

输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,若在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,电流4mA，使得LM386特别适用于电池供电的场合

LM386特点：

1、静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电。

2、工作电压范围宽,4-12Vor5-18V。

3、外围元件少，结构简单。

4、电压增益可调（20-200倍），低失真度。

LM386的管脚图：

二、光电开关：

图二光敏电阻和9013功率放大器组成的观点开关

1、光敏电阻：

光敏电阻器是利用半导体和光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

图二中所用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻器，阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。

光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76μm）的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。

所以在一般日照条件下，光敏电阻报警器可以正常工作，而在黑暗条件下不工作。

2、9013功率放大器：

9013是一种NPN型硅晶体的小功率三极管，它是非常常见的晶体三极管，可用作开关三极管

9013功率放大器基本参数：

9013功率放大器管脚图：

三、报警发声电路：

图三压电蜂鸣器

此报警器所用的是压电蜂鸣器，压电蜂鸣片由压电陶瓷片和金属振动板粘粘而成，由振荡电路激励，通过逆压电效应，将电能转化成机械能，产生伸缩振动而发声，其振动方式如下图：

图四压电蜂鸣片震动方式图

三、结论：

本次传感器实物设计是以LM386音频振荡器和光敏电阻为基础，通过在强光照条件下，光敏电阻的阻值不同而驱动9013功率放大三极管导通，接通LM386的工作电源，产生振荡信号，驱动蜂鸣器发出报警声，达到在火灾发生时，及时的发出报警声，为及时的发现火情提供了保证，具有很强的使用价值。

四、心得体会

这次的传感器的大作业，我们很用心的去完成，当总原理图仿真调试好的那一刻，心里有说不出的满足感。

从这次传感器的实物设计中，我们学到了很多有用的知识。

在刚开始着手设计的时候，我们原打算做一个温度传感器的实物，但考虑到很多组都做了这个，我们就放弃了这个题目。

通过在图书馆找资料和查看其他资料，我们选定了这个光敏电阻火灾报警电路。

确定题目后，我们首先将《单片机与原理》和《传感器与检测技术》中有关本次设计涉及的内容看了一遍，比如LM386音频振荡电路工作原理，光敏电阻性质，9013三极管功率放大等，然后根据设计要求，我们又去图书馆查阅了相关的资料，对电路整体框架做了一个初步的了解。

做完准备工作后就正式开始设计与绘图。

先是将每一个功能模块设计出来，再整体连接，实验，调试，修改，再调试等工作。

这次设计让我们熟练掌握了课本上的一些理论知识，我们选用的是LM386和光电开关作为核心器件，我们觉得用它们来做比较合适，因为他们体积小，功耗低，在对灵敏度要求不高的报警电路中，他们是比较理想的组合，而且电路简单，元器件少，便于集成，功能稳定，受外部影响小。

这次传感器实物设计锻炼了我们收集资料和充分利用资料的能力，虽然选题不是很难，但是通过不断的调试和实验，多次跑到电子市场购买所需的电子元器件，然后做出实物，这确实锻炼了我们各方面的能力，将理论转化为实物。

期间遇到的很多困难也被我们的一一解决，这种快乐或许只有身在其中才能深深挺会到。

实物设计是一个学习新知识、巩固加深所学课本理论知识的过程，它培养了我们综合运用知识的能力，独立思考和解决问题的能力。

它不仅加深了我们对有关电子技术课程的理解，还让我们感受到了设计电路的乐趣。

在这次设计中，我们一点也不怕麻烦，反复设计、绘图与修改，就是希望能把这次传感器的实物设计做好。

五、参考文件

1）赵家贵、付小美、董平主编《新编传感器电路设计手册》；北京；中国计量出版社

2）胡向东、刘京诚、余成波主编《传感器与检测技术》；北京；机械工业出版社

3）陈书旺、张秀清、董建彬主编《传感器应用及电路设计》；北京；化学工业出版社

4）童诗白主编《模拟电子技术基础》；北京：

高等教育出版社

5）康华光主编《电子技术基础模拟部分》；北京：

高等教育出版社