基本单元电路设计二

（优选）基本单元电路设计二现在是1页\一共有65页\编辑于星期二声音报警电路实现方式采用分立元件音频振荡电路现在是2页\一共有65页\编辑于星期二声音报警电路实现方式利用可编程芯片产生音频单片机或可编程逻辑现在是3页\一共有65页\编辑于星期二声音报警电路实现方式利用可编程芯片产生音频的程序WARM:MOVR7,#10 ;响的次数WAR2:MOVR6,#200;响的音调WAR0:ACALLDL10;10ms延时程序CPLP1.0DJNZR6,WAR0MOVR6,#100WAR1:ACALLDL10;声响间隔时间DJNZR6,WAR1DJNZR7,WAR2RET现在是4页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路什么是传感器传感器是能够感受（或响应）规定的被测物理量，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件及相应的电子电路所组成。现在是5页\一共有65页\编辑于星期二传感器转换电路物理信息化学信息生物信息电信号光信号敏感元件传感器现在是6页\一共有65页\编辑于星期二传感器实例现在是7页\一共有65页\编辑于星期二传感器的分类

分类方法说明举例按测量对象分类传感器以被测物理量分类，也即按用途分类，便于用户选择。位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等按工作原理分类（变换原理）传感器以工作原理命名，便于生产厂家专业生产。应变式、电容式、电感式、压电式、热电式等按物理现象分类（信号变换特征）

结构型传感器依赖其结构参数变化实现信息转换电容式传感器：利用电容极板间隙或面积的变化

C物性型传感器依赖其敏感元件物理特性的变化实现信息转换压电式传感器：压电效应，力电荷热电偶：热电效应按能量关系分类

能量转换型

传感器直接将被测量的能量转换为输出量的能量电容传感器：需外部供电，使x(t)C电流或电压能量控制型

由外部供给传感器能量，而由被测量来控制输出的能量温度计：吸收被测物的能量磁电式：线圈切割磁力线感应电势按输出信号分类模拟式输出量为模拟量数字式输出量为数字量现在是8页\一共有65页\编辑于星期二温度传感器现在是9页\一共有65页\编辑于星期二离子感烟器现在是10页\一共有65页\编辑于星期二明火探测器现在是11页\一共有65页\编辑于星期二气体传感器现在是12页\一共有65页\编辑于星期二温湿度传感器

现在是13页\一共有65页\编辑于星期二非致冷红外传感器（1）现在是14页\一共有65页\编辑于星期二非致冷红外传感器（2）现在是15页\一共有65页\编辑于星期二传感器技术的特点(1)涉及多学科与技术，包括材料科学、精密机械、微电子、微机械加工工艺、材料力学、弹性力学、计算机技术、物理学、生物化学、测试技术等。

(2)品种繁多，被测参数包括热工量、电工量、化学量、物理量、机械量、生物量、状态量等。

(3)应具有高稳定性、高可靠性、高重复性、低迟滞、快响应和良好的环境适应性。

(4)应用领域广泛，无论是高新技术，还是传统产业，都需要应用大量的传感器。

(5)应用要求千差万别，有的量大面广，有的专业性很强；有的要求高精度，有的要求高稳定性，有的要求高可靠性；有的要求耐振动，有的要求防爆，等等。

(6)发展相对缓慢。但一旦成熟，其生命力强，如应变式传感技术已有70年的历史，目前仍然占有重要的地位。现在是16页\一共有65页\编辑于星期二传感器数学模型一、被测量（X）的两种形式：

静态量：被测量处于稳定状态或缓慢变化状态。动态量：被测量随时间变化。输入X传感器输出Y现在是17页\一共有65页\编辑于星期二传感器的输入输出特性静态特性：传感器在静态工作状态下的输入输出特性。即输入量是静态量，输出量是输入量的确定函数。通过静态性能指标来表示。动态特性：输入量是动态量，反映传感器对输入量的响应特性。现在是18页\一共有65页\编辑于星期二静态特性的曲线表示法图线能表示出传感器特性的变化趋势以及何处有最大或最小的输出，何处传感器灵敏度高，何处低。当然，也能通过其特性曲线，粗略地判别出是线性或非线性传感器yx0现在是19页\一共有65页\编辑于星期二传感器的主要静态性能指标1、线性度2、灵敏度3、重复性4、迟滞5、分辨力和阈值6、稳定性7、零漂及温漂8、测量范围和量程9、总精度现在是20页\一共有65页\编辑于星期二线性度:

传感器的输入输出校准曲线与所选定的参考直线之间的偏离程度。⑴、绝对线性度——有时又称理论线性度，为传感器的实际平均输出特性曲线对一在其量程内事先规定好的理论直线的最大偏差。（理论直线法）理论直线实际特性曲线量程△Ymaxxy0理论线性度以传感器满量程输出的百分比表示：现在是21页\一共有65页\编辑于星期二2、灵敏度传感器在静态工作条件下，其单位输入所产生的输出，称为灵敏度，或更严格地说为静态灵敏度。传感器灵敏：指其灵敏度高，也指其分辨率高。yx0yx0△y△x现在是22页\一共有65页\编辑于星期二3、重复性在相同的工作条件下，在一段短的时间间隔内，输入量从同一方向作满量程变化是，同一输入量值所对应的连续先后多次测量所得的一组输出量值，他们之间相互偏离的程度便称为传感器的重复性。xy0现在是23页\一共有65页\编辑于星期二4、迟滞对于某一输入量，传感器在正行程时的输出量明显地、有规律地不同于其在反行程时在同一输入量下的输出量，这一现象称为迟滞。△ymax正行程反行程xy0现在是24页\一共有65页\编辑于星期二5、分辨率和阈值△xmax△ymax△yx0现在是25页\一共有65页\编辑于星期二6、稳定性所谓稳定性，就是指传感器在室温条件下，经过相当长的时间间隔，如一天、一月或一年，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。通常又用其不稳定度来表征传感器输出稳定程度。现在是26页\一共有65页\编辑于星期二8、测量范围与量程测量上限：传感器所能测量的最大被测量的数值（xmax))。测量下限：传感器所能测量的最小被测量的数值。(xmin)测量范围：-50~150、0~50、-50+50、20~100量程：测量上限和测量下限的代数差。量程=xmax-xmin-500c+1500c如：量程=150-（-50）=200现在是27页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路传感器分类按测量对象分类光电传感器温、湿度传感器磁传感器（霍尔传感器、接近开关）压力传感器振动传感器超声波传感器现在是28页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路光敏电阻光线能改变自身电阻特点灵敏度高光谱特性好使用寿命长稳定性能高体积小，制造工艺简单现在是29页\一共有65页\编辑于星期二光敏电阻工作原理光敏电阻是一种光电效应半导体器件，应用于光存在与否的感应（数字量）以及光强度的测量（模拟量）等领域。它的体电阻系数随照明强度的增强而减小，容许更多的光电流流过。这种阻性特征使得它具有很好的品质：通过调节供应电源就可以从探测器上获得信号流，且有着很宽的范围。现在是30页\一共有65页\编辑于星期二光敏电阻的特性暗电阻（M）、亮电阻（K）暗电阻越大，亮电阻越小，则灵敏度越高光电流（亮电流与暗电流之差）伏安特性在器件性能允许范围内，所加电压越高，光电流越大，且无饱和现象，在给定的电压下，光电流的数值随光照增强而增大。光照特性光电流与光照强度之间的关系。绝大多数都呈非线性，随器件不同而不同不适合做线性测量元件，常用做开关式光电转换器现在是31页\一共有65页\编辑于星期二光敏电阻检测用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小，此值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部电路损坏，也不能再继续使用。将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。现在是32页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路光电传感器光敏电阻应用电路现在是33页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路光电传感器反射式光电传感器发光器和光敏器件置于一体内，光线被检测物反射到光敏器件投射式光电传感器发光器和光敏器置于相对的两个位置，光线被检测物阻断，启动受光器聚焦式光电传感器将发光器与光敏器件聚焦于特定距离，只有当被检测物体出现在聚焦点时，光敏器件才会接受到发光器件发出的光束现在是34页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路光电传感器应用举例现在是35页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路温度传感器热电偶热电阻半导体热敏传感器集成温度传感器现在是36页\一共有65页\编辑于星期二传感器及其应用电路温度传感器热电偶热电效应把两种不同的金属A和B连接成闭合回路，如果将它们的两个接点中的一个进行加热，使其温度升高，而另一个温度不变，则回路中就有电流产生。因为要产生这种电流需要两种不同的金属材料，所以把这种组合称为“热电偶”。现在是37页\一共有65页\编辑于星期二热电偶基本定律均质导体定律：化学成分相同的材料组成的热电偶，即使两个接点的温度不同，回路的总热电势也等于零。应用这个定律可以判断两种金属是否相同。中间导体定律：在热电偶中插入第三种材料，只要插入材料两端的温度相同，对热电偶的总热电势没有影响。（利用此定律测量输出电势）标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。可以把热电偶想象成电源现在是38页\一共有65页\编辑于星期二中间导体定律标准电极定律现在是39页\一共有65页\编辑于星期二热电偶实用测量电路测量单点温度的基本测温线路可直接用豪伏表作为输出指示现在是40页\一共有65页\编辑于星期二热电偶实用测量电路测量两点之间温差的测温电路两支同型号的热电偶反向串接，使各自产生的热电势相互抵消，输出的即为两点的温度差值。现在是41页\一共有65页\编辑于星期二热电偶实用测量电路测量平均温度的测温电路均衡电阻的作用是使每只热电偶线路中流过的电流不受电阻不相等的影响，因此此电阻要远大于热电偶自身电阻。缺点：对损坏电偶不能及时察觉现在是42页\一共有65页\编辑于星期二热电偶实用测量电路测量几点温度之和的测温电路因测和值，可测出微小的温度变化。此电路可以用于平均温度的测量，可及时察觉电偶损坏，但仪表刻度需要修改。Eav=ET/3现在是43页\一共有65页\编辑于星期二热电偶实用测量电路若干只热电偶功用一台仪表的测量电路现在是44页\一共有65页\编辑于星期二热电阻热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性来测量温度。材料特点：电阻温度系数尽可能大和稳定；电阻率高电阻与温度之间尽可能呈线性物理和化学稳定性高常用的材料有铜和铂现在是45页\一共有65页\编辑于星期二铂电阻其物理和化学特性相当稳定，因此作为工业测温元件和作为温度标准在-259.34~630.74℃，以铂电阻温度计作为基准器。温度与电阻之间的关系在0~630.74℃-190℃~0现在是46页\一共有65页\编辑于星期二铜电阻在精度要求不高的情况下，可以用铜代替铂。在-50~150℃温度范围内，铜电阻与温度呈线性关系缺点：电阻率低、体积大、热惯性大、在高温易氧化，只能用于低温以及无侵蚀的介质。现在是47页\一共有65页\编辑于星期二热电阻的测量电路与应用举例现在是48页\一共有65页\编辑于星期二热电阻的测量电路与应用举例现在是49页\一共有65页\编辑于星期二半导体温度传感器热敏电阻，温度改变自身电阻的大小PN结温度传感器温敏二极管，温度改变自身压降温敏三极管，温度改变自身电流集成温度传感器将传感器和信号调理电路集成到一起，输出线性度好，一致性好，体积小，成本低缺点，测量温度窄-50~+150有电压输出型和电流输出型现在是50页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例温敏二极管的温度调节器现在是51页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例温敏二极管的温差检测电路现在是52页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例集成温度传感器指标工作温度范围；（超过温度范围损坏传感器）灵敏度线性偏差测量精度现在是53页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例集成温度传感器电压型输出电压XX毫伏/度现在是54页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例集成温度传感器摄氏温度检测：使输出电压值向上偏移2.73伏，将绝对温度转化为摄氏温度现在是55页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例集成温度传感器空气流速检测利用空气流动对热量散发的影响，测量出输出电压差，从而得到流速对应的电压值。现在是56页\一共有65页\编辑于星期二热电式温度传感器应用举例集成温度传感器电流型（AD590）输出电流XX微安/K