1、 第十二章第十二章 傳感器實用小制作傳感器實用小制作項目1電子溫度計制作 項目2電子稱的制作 項目3超聲波測距儀的制作 項目4轉速測量儀的制作 項目5霍爾開關的制作 項目6熱釋電自動化節能裝置的制作 項目項目1 1電子溫度計制作電子溫度計制作步驟一：設計步驟一：設計整體設計框架圖整體設計框架圖電路組裝與調試電路組裝與調試步驟二：選擇熱電偶步驟二：選擇熱電偶熱電偶有幾十種，選用現有的普通K型熱電偶。步驟三：設計溫度信號調理集成電路步驟三：設計溫度信號調理集成電路步驟四：組裝步驟四：組裝 按測量電路原理圖設計好電路板，將元件安裝到PCB板上，再進行錫焊，做好溫度放大測量電路后將熱電偶聯接進來，并將

2、信號輸出線接入液晶電壓表。步驟五：調試步驟五：調試 為實現在0時放大器輸出0 V，要求將熱電偶置于0的環境中，調節RP1，使放大器輸出電壓u0為0 V。工程中，這項工作稱為零點校準。為實現在100時放大器輸出5 V，要求將傳感器置于100的環境中，調節運算放大器的反饋電阻RP2，使放大器輸出電壓u0為5 V。工程中，這項工程稱為滿度校準。這些可調元件的參數一經調定就不允許再變動。 發現問題要認真查找原因，并加以消除。注意使用范圍。【任務任務】請選用紅外線傳感器制作溫度檢測儀請選用紅外線傳感器制作溫度檢測儀 在溫度實際測量中，2000以下高溫區域一般采用熱電偶測量。對于2000以上的高溫區域，必

3、須采用一種新型的測量方法來實現高溫測量。請選用紅外線傳感器制作溫度檢測儀。 工作要求：能夠測量高溫區域(2 000 以上）。項目項目2 2電子稱的制作電子稱的制作步驟步驟1、整體設計系統框圖、整體設計系統框圖步驟步驟2、設計各部分電路、設計各部分電路 電阻應變式稱重傳感器 在實際制作過程中我們采用XYL-1型稱重傳感器。XYL-1型稱重傳感器是一種“彈性受力體-電阻應變片”式力傳感器，它的合金鋼彈性體制成S型，關于幾何中心的對稱性精度很高，具有較好的抗偏載能力。 放大電路 如果用差動原理進行測量，要用差動放大器作電壓放大。稱重電橋輸出的差動信號的調理采用了差動放大器。差動放大器的電路圖如圖所示

4、，只需高精度LM358和幾只電阻器，即可構成性能優越的儀表用放大器。 A/D轉換電路 本設計中采用的A/D轉換器為7107，它將經放大電路放大后的模擬電壓信號轉換成數字信號，以便于數碼管進行顯示。顯示電路 本系統采用的3位半數字電壓表，圖12-8是四個七段LED數碼管與一片7107構成的3位半、量程為02V的簡易數字電壓表。 步驟步驟3、電路組裝、電路組裝 按測量電路原理圖設計好電路板，將元件安裝到PCB板上，再進行錫焊，做好放大測量電路后將XYL-1型稱重傳感器聯接進來，并將信號輸出線接入數碼電壓表。步驟步驟4、電路調試、電路調試 首先在秤體自然下垂已無負載時調整RP1，使顯示器準確顯示零。

5、 再調整Rp2，使秤體承擔滿量程重量（本電路選滿量程為2千克）時顯示滿量程值。 然后在秤鉤下懸掛1千克的標準砝碼，觀察顯示器是否顯示1.000，如有偏差，可調整RP3值，使之準確顯示1.000。 重新進行2、3步驟，使之均滿足要求為止。 最后測量RP2、RP3電阻值，并用固定精密電阻予以代替。RP1可引出表外調整。測量前先調整RP1，使顯示器回零。項目項目3 3超聲波測距儀的制作超聲波測距儀的制作步驟步驟1:確定系統方案確定系統方案系統分為系統分為4個功能模塊：超聲波發射電路，超個功能模塊：超聲波發射電路，超聲波接受電路，信號處理電路，數碼顯示聲波接受電路，信號處理電路，數碼顯示電路。電路。

6、步驟步驟2 設計各部分電路設計各部分電路 超聲波發射電路 由兩塊555集成電路組成。IC1（555）組成超聲波脈沖信號發生器。 超聲波接收電路超聲波接收電路 超聲波接收頭和IC4組成超聲波信號的檢測和放大。反射回來的超聲波信號經IC4的2級放大1000倍（60dB），第1級放大100倍（40dB），第2級放大10倍（20dB）。 信號處理電路信號處理電路 由倍壓檢波電路取出反射回來的檢測脈沖信號送至IC5進行處理。由Ra、Rb、IC5組成信號比較器，對信號進行處理。 顯示電路顯示電路 由IC9（4553）、LED1-LED3、TR1TR3組成顯示電路。步驟步驟3、電路組裝、電路組裝 按測量電路

7、原理圖設計好電路板，制作印刷電路板。將元件安裝到印刷電路板板上，再進行錫焊， 這里采用的超聲波發射頭為T40-16,接收頭為R40-16. 步驟步驟4、電路調試、電路調試 調整發射接收電路 調整誤檢測電路 調節計數電路脈沖頻率，校準測距儀。 關于長距離測量項目項目4 4轉速測量儀的制作轉速測量儀的制作步驟一步驟一 設計整體框圖設計整體框圖步驟二步驟二 設計各部分電路設計各部分電路 傳感器設計 “碼盤+光電對管”構成了碼盤式轉速測量傳感器如圖所示，將碼盤的轉速n轉換為光電對管的脈沖輸出，頻率為f；碼盤上2m條黑白條紋相間，則一轉輸出m個脈沖信號，周期為T(單位為s)，即頻率為f，則轉速n為60r

8、/min轉每分 信號調理電路 光電對管輸出的波形并非理想的矩形脈沖信號，可能會引起誤碼，所以需要整形，整形電路如圖所示。調理電路中采用整形電路，將高低電平漸變的脈沖信號轉換為高低電平突跳的理想脈沖信號。 顯示電路 經頻壓轉換出來的電壓信號輸入到不同數顯萬用表進行顯示，前面我們已做介紹，這里就不做詳細的數字萬用表電路的介紹。 步驟三步驟三 電路組裝電路組裝 按測量電路原理圖設計好電路板，將元件安裝到面包板上，我們使用MOC70T3型光電對管，使用F/V轉換器2907。光步驟四步驟四 電路調試電路調試 電對管靜態特性觀察：MOC70T3型光電對管的工作電壓為+10V。反復地遮擋光電對管，觀察光敏晶

9、體管集電極c輸出地電平變化。 整形電路測試：在面包板上連接整形電路。輸入信號為三角波，頻率在1000Hz，峰-峰值為1V，直流電平從+1V到+5V連續調節，觀察比較器的翻轉。 碼盤式轉速傳感器及整形電路的調試：向轉速測量裝置提供直流電源。將整形前、后的脈沖信號引到示波器的兩個通道。搖動手柄，觀察整形前后的波形。 2907F/V轉換器靜態特性的測試 。項目項目5 5霍爾開關的制作霍爾開關的制作 步驟一步驟一 設計整體系統框圖設計整體系統框圖 霍爾開關集成傳感器由霍爾元件、差分放大器、整形電路、輸出電路、電源電路等五個部分組成，其功能框圖如圖所示。 步驟二步驟二 霍爾器件的材料選擇霍爾器件的材料選

10、擇 霍爾器件常用鍺、硅、砷化鎵、砷化銦及銻化銦等半導體材料制作。砷化鎵的霍爾系數大，電子遷移率也較高，禁帶寬度大，則溫度穩定特性好，N型硅的工作溫度范圍較寬，一般在-100+170，N型鍺易加工制作，綜合性能較好；銻化銦和砷化銦的電子遷移率高，霍爾系數小。本設計采用N型硅。步驟三步驟三 設計系統電路設計系統電路步驟四步驟四 電路組裝電路組裝 按測量電路原理圖設計好電路板，將元件安裝到面包板上，我們使用N型硅作霍爾元件。 步驟五步驟五 電路調試電路調試 當B=0時，輸出高電平。 當B0時，輸出低電平。 當B0時，輸出高電平。 結論：檢出正向磁場時傳感器輸出高電平；檢出負向磁場或無磁場時傳感器輸出

11、低電平。項目項目6 6熱釋電自動化節能裝置的制作熱釋電自動化節能裝置的制作步驟一步驟一 設計整體框圖設計整體框圖 該裝置的結構框圖如圖所示，該電路由電源、熱釋電檢測器、電平轉換、延時電路及驅動電路等五部分組成。 步驟二步驟二 設計各部分電路設計各部分電路 電源電路 電平轉換電路 圖中VT3、VT4組成電平轉換電路。因為熱釋電傳感器輸出高電平時，最大為3V，經VT3、VT4電平轉換后，在R8上輸出的電平可接近9V。 延遲電路 由上圖中CD4069六反相器的1/64/6組成延遲電路。當有人在檢測區并作一定運動（或活動），則VT4集電極輸出高電平，反相器腳也輸出高電平。按圖上的參數（C5=220，R9=10M）約經12分鐘后，C5上的電壓才降到1/2UC以下，使反相器腳輸出低電平，其波形如下圖所示。改變R9、C5值，可獲得