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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:371
用光電傳感器(光電對(duì)管)將機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電脈沖,光電對(duì)管實(shí)物如圖1所示。
電路設(shè)計(jì)?
電路原理圖如圖2所示。
電路由四部分組成。?
光電對(duì)管U1、電阻R1、電阻R2構(gòu)成發(fā)射接收電路;比較器U2A、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6構(gòu)成反相輸入的滯回比較器;比較器U2B、電阻R7、電阻R8構(gòu)成反相器;發(fā)光二極管D1、電阻R9構(gòu)成輸出電路。
光電傳感器電路圖
該電路可作為一個(gè)傳感器,它可以觸發(fā)一個(gè)沒(méi)有直接接觸的報(bào)警器。一個(gè)可見(jiàn)或不可見(jiàn)的封閉式離子源在傳感器上發(fā)射來(lái)保持探測(cè)回路保持一個(gè)原本的常閉狀態(tài)。
光電傳感器電路原理圖解
光電傳感器是一種能夠?qū)⒖梢?jiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,也可稱為光電器件,主要用于光控開關(guān),光控照明,光控報(bào)警領(lǐng)域中,對(duì)各種可見(jiàn)光進(jìn)行控制。
光電傳感器電路原理圖
從上圖可看出該光電傳感器采用的是光敏電阻器作為光電元件,光敏電阻器是一種對(duì)光敏感的元件,其電阻值隨入射光線的強(qiáng)弱發(fā)生變化而變化。
當(dāng)環(huán)境光較強(qiáng)時(shí),光電傳感器RG的阻值較小,使可調(diào)電阻器RP與光電傳感器RG處的分壓值變低,不能達(dá)到雙向觸發(fā)二極管VD的觸發(fā)電壓值,雙向觸發(fā)二極管VD 截止,進(jìn)而使雙向了晶閘管VS也截止,照明燈EL熄滅。
當(dāng)環(huán)境光較弱時(shí),光電傳感器RG的阻值變大,使可調(diào)電阻器RP與光電傳感器RG處的分壓值變高,隨著光照強(qiáng)度的逐漸增強(qiáng),光電傳感器RG的阻值逐漸變大,當(dāng)可調(diào)電阻器kP與光電傳感器RG處的分壓值達(dá)到雙向觸發(fā)二個(gè)極管VD的觸發(fā)電壓時(shí),雙向觸發(fā)二極管VD導(dǎo)通,進(jìn)而觸發(fā)雙向品閘管VS也導(dǎo)通,照明燈EL點(diǎn)亮。
溫度這個(gè)物理量在很多場(chǎng)合需要檢測(cè),目前市場(chǎng)測(cè)溫的方法和種類也比較多,在選用何種方法的時(shí)候,需要被考慮到的因素有:溫度檢測(cè)范圍,精度,靈敏度,應(yīng)用場(chǎng)合,封裝形式,成本等等。根據(jù)自己最近研究的內(nèi)容,將溫度檢測(cè)的方式也可以叫電路分為模擬式和數(shù)字式的
1.數(shù)字式
常見(jiàn)的數(shù)字式測(cè)溫芯片DS18B20,這個(gè)便宜,接口簡(jiǎn)單,所以在實(shí)驗(yàn)室用的還比較多。DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便,封裝后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合,如管道式,螺紋式,磁鐵吸附式,不銹鋼封裝式。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫,高爐水循環(huán)測(cè)溫,鍋爐測(cè)溫,機(jī)房測(cè)溫,農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫,潔凈室測(cè)溫,彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰,體積小,使用方便,封裝形式多樣,適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。
DS18b20不足之處在于溫度下降的時(shí)候,比較緩慢。
使用它的時(shí)候,電路比較簡(jiǎn)單,如下即可:
2.模擬式
模擬式的溫度傳感器常見(jiàn)的有鉑電阻,NTC,LM35三種,下面分別敘述一下三種溫度傳感器的工作原理。
2.1鉑電阻測(cè)溫
鉑電阻,簡(jiǎn)稱為:鉑熱電阻,它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。它有PT100和 PT1000等等系列產(chǎn)品,它適用于醫(yī)療、電機(jī)、工業(yè)、溫度計(jì)算、衛(wèi)星、氣象、阻值計(jì)算等高精溫度設(shè)備,應(yīng)用范圍非常之廣泛。
說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn),鉑電阻就是測(cè)溫就是根據(jù)它特有的屬性,溫度變化,組織變化,根據(jù)研究,溫度變化,阻值變化之間存在一個(gè)關(guān)系式,所以可以用阻值的變化來(lái)表征溫度的變化。具體的關(guān)系式這里不做說(shuō)明。
要注意的是誤差來(lái)源:
1. 在使用鉑電阻測(cè)溫的時(shí)候,導(dǎo)線的電阻會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生影響,所以出現(xiàn)了兩線制、三線制、四線制這幾種測(cè)溫電路。
2. 鉑電阻在測(cè)量溫度的時(shí)候,用恒流源通過(guò)鉑電阻。大家知道,電流通過(guò)一個(gè)電阻,電阻屬于耗能元件,根據(jù)焦耳定律,電流越大,發(fā)熱越嚴(yán)重。本來(lái)就是測(cè)量溫度,所以為了剔除測(cè)量電路自身帶來(lái)的干擾,電流要保證的1mA以下,甚至是0.5mA。
2.2 NTC
NTC是NegaTIve Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負(fù)的溫度系數(shù),泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件,所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鋅(Zn)等兩種或者兩種以上高純度金屬氧化物為主要材料, 經(jīng)共同沉淀或水熱法合成的納米粉體材料,后經(jīng)球磨充分混合、等靜壓成型、高溫?zé)Y(jié)、半導(dǎo)體切片、劃片、玻封燒結(jié)或環(huán)氧包封等封結(jié)工藝制成的接近理論密度結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體電子陶瓷材料,這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì),因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。它具有電阻值隨著溫度的變化而相應(yīng)變化的特性。溫度低時(shí),這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少,所以其電阻值較高;隨著溫度的升高,載流子數(shù)目增加,所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在100~歐姆,溫度系數(shù)-2%~-5%。其電阻率和材料參數(shù)(B值)隨材料成分比例、燒結(jié)溫度、燒結(jié)氣氛和結(jié)構(gòu)狀不同而變化,這種具有負(fù)溫度系數(shù)特征的熱敏電阻具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn),NTC熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場(chǎng)合。
測(cè)溫電路如下:
R14用來(lái)限流,R100用來(lái)補(bǔ)償NTC電阻的非線性,能夠?qū)TC電阻溫度和電阻曲線變得線性一些。在
在軟件上,利用差值法進(jìn)行再一次的補(bǔ)償,這樣做的意義就是盡可能保證線性度的提高,簡(jiǎn)化測(cè)溫的難度。
2.3 LM35
LM35 是由National Semiconductor 所生產(chǎn)的溫度傳感器,其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系,轉(zhuǎn)換公式如式,0 時(shí)輸出為0V,每升高1℃,輸出電壓增加10mV。
LM35 有多種不同封裝型式,外觀如圖所示。在常溫下,LM35 不需要額外的校準(zhǔn)處理即可達(dá)到 ±1/4℃的準(zhǔn)確率。 其電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種,其接腳如圖所示,正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的量測(cè);兩種接法的靜止電流-溫度關(guān)系如圖 所示,在靜止溫度中自熱效應(yīng)低(0.08℃),單電源模式在25℃下靜止電流約50μA,工作電壓較寬,可在4—20V的供電電壓范圍內(nèi)正常工作非常省電。
在使用LM35的時(shí)候,為了提高溫度變化電壓變化的靈敏度,常常需要用到運(yùn)算放大器,將溫度沒(méi)升高1度所帶來(lái)的電壓10mv電壓變化進(jìn)行放大。
在使用LM35需要注意的點(diǎn)是,在數(shù)據(jù)手冊(cè)中,封裝很容易弄錯(cuò),如果弄錯(cuò),LM35就會(huì)正負(fù)極接反,發(fā)熱嚴(yán)重。
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參考文獻(xiàn):
百度百科、數(shù)據(jù)手冊(cè)
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主要內(nèi)容:
1) 光敏傳感器概述;
2) 相關(guān)實(shí)驗(yàn)代碼解讀。
實(shí)驗(yàn)功能:通過(guò)ADC3_CH6來(lái)檢測(cè)光敏二極管一端的電壓變化來(lái)達(dá)到檢測(cè)光強(qiáng)的目的(可通過(guò)檢測(cè)環(huán)境光,調(diào)節(jié)LCD的背光大小)。
官方資料:《STM32中文參考手冊(cè)V10》第11章——模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換ADC
1. 光敏傳感器概述
光敏傳感器是最常見(jiàn)的傳感器之一,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽(yáng)能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一,它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。
光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器,它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近,包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè),它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器,對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè),只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。
光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié),具有單向?qū)щ娦裕虼斯ぷ鲿r(shí)需加上反向電壓。無(wú)光照時(shí),有很小的飽和反向漏電流,即暗電流,此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加,形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí),可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì),使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移,使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來(lái)改變電路中的電流。
簡(jiǎn)而言之:照射光敏二極管的光強(qiáng)不同,通過(guò)光敏二極管的電流大小就不同,所以可以通過(guò)檢測(cè)電流大小,達(dá)到檢測(cè)光強(qiáng)的目的。利用這個(gè)電流變化,我們串接一個(gè)電阻,就可以轉(zhuǎn)換成電壓的變化,從而通過(guò)ADC讀取電壓值,判斷外部光線的強(qiáng)弱。
2. 硬件連接圖
3.相關(guān)代碼解讀
3.1 adc.h頭文件代碼解讀
3.2 adc.c文件代碼解讀
3.3 lsens.h頭文件代碼解讀
3.4 lsens.c文件代碼解讀
3.5 main.c文件代碼解讀
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
舊知識(shí)點(diǎn)
1)復(fù)習(xí)如何新建工程模板,可參考STM32學(xué)習(xí)心得二:新建工程模板;
2)復(fù)習(xí)基于庫(kù)函數(shù)的初始化函數(shù)的一般格式,可參考STM32學(xué)習(xí)心得三:GPIO實(shí)驗(yàn)-基于庫(kù)函數(shù);
3)復(fù)習(xí)寄存器地址,可參考STM32學(xué)習(xí)心得四:GPIO實(shí)驗(yàn)-基于寄存器;
4)復(fù)習(xí)位操作,可參考STM32學(xué)習(xí)心得五:GPIO實(shí)驗(yàn)-基于位操作;
5)復(fù)習(xí)寄存器地址名稱映射,可參考STM32學(xué)習(xí)心得六:相關(guān)C語(yǔ)言學(xué)習(xí)及寄存器地址名稱映射解讀;
6)復(fù)習(xí)時(shí)鐘系統(tǒng)框圖,可參考STM32學(xué)習(xí)心得七:STM32時(shí)鐘系統(tǒng)框圖解讀及相關(guān)函數(shù);
7)復(fù)習(xí)延遲函數(shù),可參考STM32學(xué)習(xí)心得九:Systick滴答定時(shí)器和延時(shí)函數(shù)解讀;
8)復(fù)習(xí)ST-link仿真器的參數(shù)配置,可參考STM32學(xué)習(xí)心得十:在Keil MDK軟件中配置ST-link仿真器;
9)復(fù)習(xí)ST-link調(diào)試方法,可參考STM32學(xué)習(xí)心得十一:ST-link調(diào)試原理+軟硬件仿真調(diào)試方法;
10)復(fù)習(xí)如何對(duì)GPIO進(jìn)行復(fù)用,可參考STM32學(xué)習(xí)心得十二:端口復(fù)用和重映射;
11)復(fù)習(xí)串口通信相關(guān)知識(shí),可參考STM32學(xué)習(xí)心得十四:串口通信相關(guān)知識(shí)及配置方法;
12)復(fù)習(xí)ADC原理及一般配置步驟,可參考STM32學(xué)習(xí)心得二十三:ADC轉(zhuǎn)換原理及模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)和STM32學(xué)習(xí)心得二十四:內(nèi)部溫度傳感器原理及實(shí)驗(yàn)。
描述
霍爾傳感器簡(jiǎn)介與分類
霍爾傳感器,英文名稱為Hall sensor,是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器,主要用于力測(cè)量,具有精度高、線性度好等多種特點(diǎn),現(xiàn)已在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、信息處理等方面有著極廣泛的應(yīng)用。
霍爾傳感器可分為線型和開關(guān)型兩種。線型霍爾傳感器又可分為開環(huán)式線性霍爾傳感器和閉環(huán)式線性霍爾傳感器(又稱為零磁通霍爾傳感器),主要包括霍爾元件、線性放大器和設(shè)計(jì)跟隨器三大部分,用于測(cè)量交流電流、直流電流、電壓。開關(guān)型霍爾傳感器主要包括霍爾元件、差分放大器、穩(wěn)壓器、斯密特觸發(fā)器、輸出級(jí)組成,用于數(shù)字量的輸出。
一.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾傳感器信號(hào)放大電路)
二.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾接近開關(guān)組成的計(jì)數(shù)器電路)
HK-1型霍爾接近開關(guān)組成的計(jì)數(shù)器電路圖中采用了光電耦合器隔離和8位計(jì)算器。每當(dāng)磁鋼接近HK-1開關(guān)一次,計(jì)算器記一個(gè)數(shù),并累加,從而完成計(jì)數(shù)功能。
三.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾接近開關(guān)用于數(shù)控機(jī)床PLC電路)
此電路還可用于數(shù)控機(jī)床可編程控制器(PLC)上,其精度可達(dá)0.02mm,還可用于高速?zèng)_床、復(fù)雜紋進(jìn)模具的送切料、行程控制等方面。
四.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾傳感器放大電路圖解)
五.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾電流電壓傳感器原理圖)
磁平衡式霍爾電電壓傳感器工作原理
原邊電壓Vp通過(guò)原邊電阻R1轉(zhuǎn)換為原邊電流Ip,Ip產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)放大產(chǎn)生的副邊電流Is通過(guò)副邊線圈所產(chǎn)生的磁通量相平衡。副邊電流Is精確地反映原邊電壓。
磁平衡式霍爾電流傳感器工作原理:
原邊電流Ip產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)放大產(chǎn)生的副邊電流Is通過(guò)副邊線圈所產(chǎn)生的磁通量相平衡。副邊電流Is精確地反映原邊電流。:
直檢式霍爾電流傳感器工作原理
如圖。由于磁路與霍爾器件的輸出具有良好的線性關(guān)系,因此霍爾器件輸出的電壓訊號(hào)U0可以間接反映出被測(cè)電流I1的大小,即:I1∝B1∝U0;把U0定標(biāo)為當(dāng)被測(cè)電流I1為額定值時(shí),U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測(cè)(無(wú)放大)電流傳感器
六.霍爾傳感器電路圖大全(線性霍爾傳感器的放大電路圖)
其工作原理如下:
被測(cè)電流In流過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng),由通過(guò)霍爾元件輸出信號(hào)控制的補(bǔ)償電流Im流過(guò)次級(jí)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)補(bǔ)償,當(dāng)原邊與副邊的磁場(chǎng)達(dá)到平衡時(shí),其補(bǔ)償電流Im即可精確反映原邊電流In值。
圖中AMP表示放大電路的原理框圖。
實(shí)際放大電路可采用反相比例放大器電路,如下圖:
七.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾傳感器電路圖集匯總)
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種,這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng),而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
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