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光电传感器

传感器电路原理图:光电传感器电路原理图解

发布日期:2022-10-09 点击率:338


传感器电路原理图:光电传感器电路原理图解  第1张

传感器电路原理图:光电传感器电路原理图解

用光电传感器(光电对管)将机械旋转转化为电脉冲,光电对管实物如图1所示。

电路设计?
电路原理图如图2所示。

电路由四部分组成。?
光电对管U1、电阻R1、电阻R2构成发射接收电路;比较器U2A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成反相输入的滞回比较器;比较器U2B、电阻R7、电阻R8构成反相器;发光二极管D1、电阻R9构成输出电路。
光电传感器电路图
该电路可作为一个传感器,它可以触发一个没有直接接触的报警器。一个可见或不可见的封闭式离子源在传感器上发射来保持探测回路保持一个原本的常闭状态。

光电传感器电路原理图解
光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件,也可称为光电器件,主要用于光控开关,光控照明,光控报警领域中,对各种可见光进行控制。

光电传感器电路原理图
从上图可看出该光电传感器采用的是光敏电阻器作为光电元件,光敏电阻器是一种对光敏感的元件,其电阻值随入射光线的强弱发生变化而变化。
当环境光较强时,光电传感器RG的阻值较小,使可调电阻器RP与光电传感器RG处的分压值变低,不能达到双向触发二极管VD的触发电压值,双向触发二极管VD 截止,进而使双向了晶闸管VS也截止,照明灯EL熄灭。
当环境光较弱时,光电传感器RG的阻值变大,使可调电阻器RP与光电传感器RG处的分压值变高,随着光照强度的逐渐增强,光电传感器RG的阻值逐渐变大,当可调电阻器kP与光电传感器RG处的分压值达到双向触发二个极管VD的触发电压时,双向触发二极管VD导通,进而触发双向品闸管VS也导通,照明灯EL点亮。

传感器电路原理图:常见测温传感器及电路原理图

温度这个物理量在很多场合需要检测,目前市场测温的方法和种类也比较多,在选用何种方法的时候,需要被考虑到的因素有:温度检测范围,精度,灵敏度,应用场合,封装形式,成本等等。根据自己最近研究的内容,将温度检测的方式也可以叫电路分为模拟式和数字式的

1.数字式
常见的数字式测温芯片DS18B20,这个便宜,接口简单,所以在实验室用的还比较多。DS18B20数字温度传感器接线方便,封装后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

DS18b20不足之处在于温度下降的时候,比较缓慢。
使用它的时候,电路比较简单,如下即可:

2.模拟式
模拟式的温度传感器常见的有铂电阻,NTC,LM35三种,下面分别叙述一下三种温度传感器的工作原理。

2.1铂电阻测温
铂电阻,简称为:铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。它有PT100和 PT1000等等系列产品,它适用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备,应用范围非常之广泛。
说简单点,铂电阻就是测温就是根据它特有的属性,温度变化,组织变化,根据研究,温度变化,阻值变化之间存在一个关系式,所以可以用阻值的变化来表征温度的变化。具体的关系式这里不做说明。
要注意的是误差来源:
1. 在使用铂电阻测温的时候,导线的电阻会对测量的结果产生影响,所以出现了两线制、三线制、四线制这几种测温电路。
2. 铂电阻在测量温度的时候,用恒流源通过铂电阻。大家知道,电流通过一个电阻,电阻属于耗能元件,根据焦耳定律,电流越大,发热越严重。本来就是测量温度,所以为了剔除测量电路自身带来的干扰,电流要保证的1mA以下,甚至是0.5mA。

2.2 NTC
 NTC是NegaTIve Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铝(Al)、锌(Zn)等两种或者两种以上高纯度金属氧化物为主要材料, 经共同沉淀或水热法合成的纳米粉体材料,后经球磨充分混合、等静压成型、高温烧结、半导体切片、划片、玻封烧结或环氧包封等封结工艺制成的接近理论密度结构的半导体电子陶瓷材料,这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。它具有电阻值随着温度的变化而相应变化的特性。温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~欧姆,温度系数-2%~-5%。其电阻率和材料参数(B值)随材料成分比例、烧结温度、烧结气氛和结构状不同而变化,这种具有负温度系数特征的热敏电阻具有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、成本低等特点,NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
测温电路如下:
R14用来限流,R100用来补偿NTC电阻的非线性,能够将NTC电阻温度和电阻曲线变得线性一些。在

在软件上,利用差值法进行再一次的补偿,这样做的意义就是尽可能保证线性度的提高,简化测温的难度。

2.3 LM35
LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器,其输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换公式如式,0 时输出为0V,每升高1℃,输出电压增加10mV。
LM35 有多种不同封装型式,外观如图所示。在常温下,LM35 不需要额外的校准处理即可达到 ±1/4℃的准确率。 其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接脚如图所示,正负双电源的供电模式可提供负温度的量测;两种接法的静止电流-温度关系如图 所示,在静止温度中自热效应低(0.08℃),单电源模式在25℃下静止电流约50μA,工作电压较宽,可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。
在使用LM35的时候,为了提高温度变化电压变化的灵敏度,常常需要用到运算放大器,将温度没升高1度所带来的电压10mv电压变化进行放大。

在使用LM35需要注意的点是,在数据手册中,封装很容易弄错,如果弄错,LM35就会正负极接反,发热严重。

图中标注的的Bottom VIEW !
参考文献:
百度百科、数据手册
传感器电路原理图:光电传感器电路原理图解  第2张

传感器电路原理图:简介

记录一下,方便以后翻阅~
主要内容:
1) 光敏传感器概述;
2) 相关实验代码解读。
实验功能:通过ADC3_CH6来检测光敏二极管一端的电压变化来达到检测光强的目的(可通过检测环境光,调节LCD的背光大小)。
官方资料:《STM32中文参考手册V10》第11章——模拟/数字转换ADC
1. 光敏传感器概述
光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。

光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器,它的敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测,只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。
光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。

简而言之:照射光敏二极管的光强不同,通过光敏二极管的电流大小就不同,所以可以通过检测电流大小,达到检测光强的目的。利用这个电流变化,我们串接一个电阻,就可以转换成电压的变化,从而通过ADC读取电压值,判断外部光线的强弱。
2. 硬件连接图

3.相关代码解读
3.1 adc.h头文件代码解读

3.2 adc.c文件代码解读

3.3 lsens.h头文件代码解读

3.4 lsens.c文件代码解读

3.5 main.c文件代码解读

4. 实验结果

旧知识点
1)复习如何新建工程模板,可参考STM32学习心得二:新建工程模板;
2)复习基于库函数的初始化函数的一般格式,可参考STM32学习心得三:GPIO实验-基于库函数;
3)复习寄存器地址,可参考STM32学习心得四:GPIO实验-基于寄存器;
4)复习位操作,可参考STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作;
5)复习寄存器地址名称映射,可参考STM32学习心得六:相关C语言学习及寄存器地址名称映射解读;
6)复习时钟系统框图,可参考STM32学习心得七:STM32时钟系统框图解读及相关函数;
7)复习延迟函数,可参考STM32学习心得九:Systick滴答定时器和延时函数解读;
8)复习ST-link仿真器的参数配置,可参考STM32学习心得十:在Keil MDK软件中配置ST-link仿真器;
9)复习ST-link调试方法,可参考STM32学习心得十一:ST-link调试原理+软硬件仿真调试方法;
10)复习如何对GPIO进行复用,可参考STM32学习心得十二:端口复用和重映射;
11)复习串口通信相关知识,可参考STM32学习心得十四:串口通信相关知识及配置方法;
12)复习ADC原理及一般配置步骤,可参考STM32学习心得二十三:ADC转换原理及模数转换实验和STM32学习心得二十四:内部温度传感器原理及实验。
传感器电路原理图:光电传感器电路原理图解  第2张

传感器电路原理图:霍尔传感器电路图大全(六款霍尔传感器电路图)

描述
霍尔传感器简介与分类
霍尔传感器,英文名称为Hall sensor,是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,主要用于力测量,具有精度高、线性度好等多种特点,现已在工业自动化技术、检测技术、信息处理等方面有着极广泛的应用。
霍尔传感器可分为线型和开关型两种。线型霍尔传感器又可分为开环式线性霍尔传感器和闭环式线性霍尔传感器(又称为零磁通霍尔传感器),主要包括霍尔元件、线性放大器和设计跟随器三大部分,用于测量交流电流、直流电流、电压。开关型霍尔传感器主要包括霍尔元件、差分放大器、稳压器、斯密特触发器、输出级组成,用于数字量的输出。
一.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器信号放大电路)
二.霍尔传感器电路图大全(霍尔接近开关组成的计数器电路)
HK-1型霍尔接近开关组成的计数器电路图中采用了光电耦合器隔离和8位计算器。每当磁钢接近HK-1开关一次,计算器记一个数,并累加,从而完成计数功能。
三.霍尔传感器电路图大全(霍尔接近开关用于数控机床PLC电路)
此电路还可用于数控机床可编程控制器(PLC)上,其精度可达0.02mm,还可用于高速冲床、复杂纹进模具的送切料、行程控制等方面。
四.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器放大电路图解)
五.霍尔传感器电路图大全(霍尔电流电压传感器原理图)
磁平衡式霍尔电电压传感器工作原理
原边电压Vp通过原边电阻R1转换为原边电流Ip,Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电压。
磁平衡式霍尔电流传感器工作原理:
原边电流Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电流。:
直检式霍尔电流传感器工作原理
如图。由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系,因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小,即:I1∝B1∝U0;把U0定标为当被测电流I1为额定值时,U0等于50mV或100mV。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器
六.霍尔传感器电路图大全(线性霍尔传感器的放大电路图)
其工作原理如下:
被测电流In流过导体产生的磁场,由通过霍尔元件输出信号控制的补偿电流Im流过次级线圈产生的磁场补偿,当原边与副边的磁场达到平衡时,其补偿电流Im即可精确反映原边电流In值。
图中AMP表示放大电路的原理框图。
实际放大电路可采用反相比例放大器电路,如下图:
七.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器电路图集汇总)
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
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