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(讲稿)2.ppt

一．结构与原理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者均参与导电，因此电阻显著减小，称为光敏电阻。二．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，可达数毫安。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。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。光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。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。光敏三极管受光面通过电流，使T饱和，74HC4093输出高电平，圆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。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，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。热释电人体红外传感器应用电路——报警电路约1.2—3.8V补充：超声波传感器高于的机械波,称为超声波；超声波探头以压电式最为常见，是以压电晶体和压电陶瓷作为材料；逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动,从而产生超声波,可作为发射探头;而利用正压电效应,将超声振动波转换成电信号,可用为接收探头。超声波传感器测距原理超声波传感器测距应用电路此图为网上发布的，有原理错误！应使用一个虚地（1/2VCC点）进行单电源交流放大。鉴频器的作用是接收到40KHz超声波，8脚有一个由高到低的电平变化。*TM*《电子系统设计》成都理工大学工程技术学院石坚*TM成都理工大学工程技术学院电子信息工程系《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授课人：石坚（讲师）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。压力传感器惠斯通电桥构成的恒压源电阻测量电路结论：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，因此采用恒流源激励是不错的选择。可以用恒流源供电！！！恒流源参考电路类型1：特征：使用运放，高精度输出电流：Iout=Vref/Rs类型2：特征：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Vref不同（1.25V或2.5V）相关设计——受控正弦信号发生器一、设计任务：设计并制作二线式电流型电阻变送器控制的正弦信号发生器。变送器的输入为电阻量，输出为电流量，信号发生部分的输入为电流量，输出为正弦信号。设计参考方案相关设计——受控正弦信号发生器恒流源电路的设计及仿真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，霍尔片输出端接负载Rj，Rj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，负载上就有输出电压。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。霍尔传感器的典型应用——测量转速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，开关型霍尔传感器固定在圆盘外缘附近，圆盘每旋转一周，霍尔传感器便输出一个脉冲，用频率计测量这些脉冲，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。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。（1）转速测量原理霍尔传感器的典型应用——测量转速（2）测量转速电路测量转速的装置UGN3040是集电极开路元件，外接上拉电阻。当磁性转子转动时，霍尔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。霍尔传感器在出租车计价器中的应用此电路配合软件控制能够有效防止人为给传感器附加脉冲的方法来加快计价器的作弊行为，思考这是