p+f傳感器的介紹將實(shí)際中的力、聲、光、溫度、濕度等非電量轉(zhuǎn)化為電量的媒介，也可以這么說(shuō)傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

p+f倍加福傳感器的作用現(xiàn)在的信息技術(shù)發(fā)展革命，用人自身感覺(jué)器官既無(wú)法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)很多無(wú)法用器官感測(cè)的事物不得不望而止步，而傳感器就是一種代替人的感覺(jué)器官來(lái)獲取信息、數(shù)據(jù)的媒介。在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于高精密的產(chǎn)品要接助各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或*狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。在醫(yī)學(xué)中，借助傳感器能夠更好分析病因，得到一個(gè)好的治療方案。在科研究中，傳感器更具有突出的地位。許多領(lǐng)域人的感官還有簡(jiǎn)易的傳感器根本無(wú)法得到的數(shù)據(jù)，必須借助高精密的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)分析測(cè)量。例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到cm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、*磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類(lèi)感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高

靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的。

p+f倍加福傳感器的分類(lèi)根據(jù)不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi)，可將它們的轉(zhuǎn)換原理（傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng)）它們的用途、它們的輸出信號(hào)類(lèi)型以及制作它們的材料和工藝等進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類(lèi)。傳感器工作原理的分類(lèi)物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，如電阻式傳感器、電感式傳感器、壓阻式傳感器、溫度傳感器等，被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，如氣敏傳感器。

p+f倍加福傳感器的特性傳感器的特性是指?jìng)鞲衅鞯妮斎肓亢洼敵隽恐g的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性是指輸入不隨時(shí)間而變化的特性，它表示傳感器在被測(cè)量各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)下輸入輸出的關(guān)系。動(dòng)態(tài)特性是指輸入隨時(shí)間而變化的特性，它表示傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。一般來(lái)說(shuō)，傳感器的輸入和輸出關(guān)系可用微分方程來(lái)描述。理論上，將微分方程中的一階及以上的微分項(xiàng)取為零時(shí)，即可得到靜態(tài)特性。因此傳感器的靜特性是其動(dòng)特性的一個(gè)特例。傳感器除了描述輸入與輸出量之間的關(guān)系特性外，還有與使用條件、使用環(huán)境、使用要求等有關(guān)的特性。

p+f倍加福傳感器光敏傳感器光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。光傳感器是目前產(chǎn)量zui多、應(yīng)用zui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。光敏傳感器的種類(lèi)繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光

p+f倍加福傳感器的介紹電耦合器、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。1.4.1光敏電阻的結(jié)構(gòu)與原理光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻的符號(hào)如圖1-1所示。圖1-1光敏電阻構(gòu)成與原理：用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，通常大于1MΩ。當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。光電特性：在光敏電阻兩級(jí)電壓固定不變時(shí)，光照度與電阻及電流間的關(guān)系稱為光電特性，光電特性曲線如光敏電阻特性曲線光敏傳感器聲光控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)2光敏傳感器聲光控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)2.1聲光控制結(jié)構(gòu)框圖聲光控開(kāi)關(guān)節(jié)能燈控制電路方框如圖2-1所示：聲音信號(hào)MIC光敏電阻與非門(mén)控制電路延時(shí)電路整流電路電子開(kāi)關(guān)圖2-1聲光控開(kāi)關(guān)節(jié)能燈控制電路方框圖2.2整機(jī)電路組成和各部分作用聲光控開(kāi)關(guān)節(jié)能燈電路由電源電路、聲控電路、光控電路、延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路四大部分組成。

1.電源電路它是給電路提供能源的設(shè)備，其作用是給電路提供電源，使電路能正常的工作。常用的電路有：半波整流、全波整流、橋式整流、而常用的電源電路使用的是橋式整流電路為主要電源電路部分。

p+f倍加福傳感器2光敏傳感器聲光控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)

2.2.2聲控電路聲控電路它是用聲音控制電路的設(shè)備，其作用是把送入的聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而用這種信號(hào)去控制所需要的電器設(shè)備。常用的電路有：小信號(hào)放大電路、聲波控制電路等。而常用的聲控電路使用的是聲波控制電路為主要的聲控電路部分。

2.2.3光控電路光控電路它是用外來(lái)的光源來(lái)控制電路的設(shè)備。其作用是把外來(lái)送入的光源轉(zhuǎn)換電信號(hào)，從而用這種信號(hào)去控制所需要的電器設(shè)備。常用的電路有：發(fā)光器件電路、光敏器件電路和光電顯示器件電路。而常用的光控電路使用的光敏器件電路為主要的光控電路部分。2.2.4延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路它是用電路中送入的信號(hào)進(jìn)行控制電路的設(shè)備。其作用是用送入來(lái)的信號(hào)去控制電路，使電路達(dá)到延時(shí)的效果。常用的延時(shí)電路有按鍵延時(shí)電路、感應(yīng)延時(shí)電路、開(kāi)關(guān)控制延時(shí)電路、光控延時(shí)電路、聲光雙控延時(shí)電路等。而本電路延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路使用主要的電路為聲光雙控延時(shí)電路部分。聲光雙控電路是聲、光控開(kāi)關(guān)的組合。它是利用駐極體話筒是否采集到聲音信號(hào)，光敏電阻感應(yīng)光線的明暗來(lái)改變信號(hào)的高低電平，以達(dá)到控制電路輸出高低電平的目的，再利用穩(wěn)壓管高電平導(dǎo)通的原理來(lái)控制燈泡的亮滅。

p+f倍加福傳感器3聲光控單元電路的設(shè)計(jì)3.1電源電路的設(shè)計(jì)本次聲光控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)是為日常生活中所能實(shí)際應(yīng)用而設(shè)計(jì)，所以采用交流電源220V為整個(gè)電路供電3.2整流電路的設(shè)計(jì)整流電路把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成整流電路是電力電子電路中zui早出現(xiàn)的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑧?yīng)用十分廣泛。全波整流的輸出是交流輸入電壓的0.9倍，效率高，直流電壓平穩(wěn)。能充分利用變壓器的功率。半波整流輸出是交流輸入的0.45倍，效率低。在負(fù)載電流較小的場(chǎng)-5-合也可用半波整流。根據(jù)電壓的充分利用整流電路選用單向橋式整流電路。單向橋式整流電路是由電源變壓器T，4只整流二極管VD1～VD4和負(fù)載RL組成。電路圖如2-1圖所示。圖3-1橋式整流電路原理圖工作原理：利用4個(gè)二極管接成電橋使在U2的正負(fù)半周的電壓經(jīng)過(guò)兩只二極管交替導(dǎo)通，即在負(fù)載上形成了單方向的全波脈沖電壓。其中單向橋式整流電路對(duì)電壓的利用率高。在橋式整流電路中，交流電在一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)半波電流以相同方向通過(guò)負(fù)載所以該整流電路輸出的直流電壓比半波整流電路增加一倍，即UL=0.9U2根據(jù)歐姆定律可求出負(fù)載上的直流電流IL，即IL=0.9U2RL-6-3聲光控單元電路設(shè)計(jì)3.3聲控電路的原理因?yàn)橐新曇舻慕邮彰浇?，則選擇MIC做為接收信號(hào)源，工作原理：話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為負(fù)極性的電信號(hào)。聲控電路通過(guò)聲音信號(hào)控制可控硅C106M的導(dǎo)通狀態(tài)，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發(fā)器，電源部分通過(guò)電容降壓、整流及穩(wěn)壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在*級(jí)放大三極管的基極上并由電容耦合，一個(gè)由電感和電容構(gòu)成的振蕩電路接在末級(jí)放大三極管的基極上，放大后的信號(hào)影響觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并zui終控制可控硅的控制極的電位。當(dāng)光線不足或黑夜時(shí)，MIC接收到聲信號(hào)，開(kāi)始工作。3.4光控電路的設(shè)計(jì)根據(jù)黑夜和白天的光線關(guān)系，選取的原件要符合這個(gè)設(shè)計(jì)要求3.4.1運(yùn)用光敏電阻等分立元件組合實(shí)現(xiàn)光控光敏器件包括光敏電阻、光敏二極管及光敏三極管等。光敏器件可以用來(lái)以可見(jiàn)光或紅外光的形式控制報(bào)警器、測(cè)試儀、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、繼電器等多種裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此光敏器件在自動(dòng)化技術(shù)中起著極其重要的作用。光敏電阻的特性與人眼zui為接近，因此，光敏電阻比較適合用于聲光控路燈、照相機(jī)曝光表、空氣煙塵檢測(cè)器等可見(jiàn)光裝置。在光線較暗時(shí)，光敏電阻呈高阻態(tài)；在光線較亮?xí)r，光敏電阻呈低阻態(tài)，光敏電阻通常都工作于直流或低頻狀態(tài)下。因此，選擇光敏電阻做為光敏器件。3.5延時(shí)電子開(kāi)關(guān)電路根據(jù)所學(xué)的數(shù)字電路中的與非門(mén)邏輯與其他的分立原件設(shè)計(jì)，采用集成CD4011。延時(shí)電路的設(shè)計(jì)主要由C3和R9組成。當(dāng)夜晚有響聲（如腳步聲、說(shuō)話聲等），話筒接收到信號(hào)后內(nèi)阻增大，CD4011的8、9腳為高電平，10腳為低電平，VD9截止，C3通過(guò)R9放電，放電的時(shí)間長(zhǎng)短決定了燈亮的時(shí)間，直到C3上的電放完到CD4011的15腳，這時(shí)為低電平，燈泡熄滅，等待下一次信號(hào)。的工作原理3.5.1CD4011的工作原理-7-集成電路CD4011是一個(gè)包含4個(gè)與非門(mén)的CMOS電路（如圖3-2），每個(gè)與非門(mén)有2個(gè)輸入端一個(gè)輸出端，與非門(mén)的特點(diǎn)是，輸入端有低電平輸出高電平，輸入端全部高電平輸出低電平，邏輯表達(dá)式為：Y=AB。圖3-2CD4011內(nèi)部結(jié)構(gòu)4整機(jī)電路及工作原理組成綜合以上各單元電路的選取可以組合成如圖4-1所示整機(jī)電路圖。圖4-1聲光控開(kāi)關(guān)節(jié)能燈控制電路原理圖-8-4整機(jī)電路及工作原理組成工作原理：利用聲光傳感來(lái)控制電。VD1～VD4構(gòu)成橋式電路，R4、VD8、DW1、C3組成穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路產(chǎn)生5V直流電壓給控制電路供電。在白天，光線強(qiáng)，光敏電阻R8阻值小，V3飽和，U1D的13腳為低電平，U1D輸出高電平，VD10截止，U1B的5、6腳為高電平，故4腳輸出低電平，U1A的3腳輸出高電平，V2飽和，可控硅V1的G極為低電平，V1截止，燈不亮。在晚上無(wú)聲音狀態(tài)，光敏R8阻值增大，V3退出飽和，U1D的13腳為高電平，該門(mén)的輸出由12腳的電平控制。無(wú)聲音，MIC內(nèi)阻大，U1C的8、9腳高電平，10腳輸出低電平，VD9截止，C3無(wú)充電電壓，故U1D的12腳為低電平，維持11腳輸出高電平，與上相同，燈不亮。在晚上有聲音狀態(tài)，MIC內(nèi)阻減小，U1C的8、9腳低電平，10腳輸出高電平，VD9導(dǎo)通，U1D的12、13腳為高電平，11腳輸出低電平，VD10導(dǎo)通，U1B5、6腳低電平，4腳輸出高電平，U1A的1、2腳高電平，3腳輸出低電平，V2截止，可控硅V1的G極為高電平，V1導(dǎo)通，燈亮。延時(shí)控制：聲音過(guò)后，MIC內(nèi)阻增大，U1C的8、9腳高電平，10腳輸出低電平，VD9截止，C3通過(guò)R9放電，放電時(shí)間長(zhǎng)短決定燈亮的時(shí)間，放電至U1D的12腳為低電平時(shí)，燈滅。5聲光控傳感器的可持續(xù)發(fā)展隨著國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，節(jié)能減排也在其中。往常的開(kāi)關(guān)路燈，在無(wú)人的時(shí)候也亮著，無(wú)疑的是一種浪費(fèi)。而在一些學(xué)校、辦公樓、街道設(shè)施等公共設(shè)施大多的燈都是通過(guò)開(kāi)關(guān)電路控制，這種浪費(fèi)不僅加大了財(cái)政支出，且對(duì)于用電高峰時(shí)無(wú)疑是一種負(fù)擔(dān)；為了節(jié)約用電大多數(shù)設(shè)施都采用節(jié)能燈，可是這還是有浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí)，也越來(lái)越多的學(xué)校、企業(yè)重視這個(gè)問(wèn)題，采用聲光控來(lái)做為節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，例如：為了節(jié)能減排，北交大對(duì)學(xué)校的基建設(shè)施進(jìn)行了技改，學(xué)校投入60多萬(wàn)元更換新型的節(jié)能燈管，在樓道內(nèi)安裝聲光控開(kāi)關(guān)，年節(jié)電約30萬(wàn)度；沃爾瑪位于王家灣武漢摩爾城的新門(mén)店開(kāi)業(yè)，配備聲光控書(shū)架式冷柜，有人靠近冷柜時(shí)，冷柜燈才會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，比普通冷柜節(jié)能3成以上……聲光控電路不僅應(yīng)用于燈開(kāi)關(guān)，還可以應(yīng)用很多的自動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，甚至還可以做成簡(jiǎn)易的報(bào)警電路；做為學(xué)電子信息的一名學(xué)生，我們還可在這一領(lǐng)域探討研究，將聲光控電路加以改進(jìn)。-9-實(shí)踐證明：采用聲光控電路能有效的節(jié)約能源。因此構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)，請(qǐng)選擇聲光控傳感電路產(chǎn)品。6選擇題材的思路隨著社會(huì)的發(fā)展，電子信息、傳感器產(chǎn)品在日常生活中屢見(jiàn)不新，更新的速度也飛之極快。在學(xué)習(xí)《自動(dòng)轉(zhuǎn)換與測(cè)量技術(shù)》中我們也了解了一些常用傳感器。傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官，也就是我們所說(shuō)的將非電量轉(zhuǎn)化為電量的一種儀器?；趥鞲衅鞯脑O(shè)計(jì)與制作，我選擇以光敏傳感器為核心，并利用在PCB課程中所學(xué)的聲光控開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)計(jì)我的課題。其聲光控在生活應(yīng)用中隨處可見(jiàn)，實(shí)用性也較為廣泛，因此把由光敏傳感器組成的聲光控開(kāi)關(guān)電路作為本次課題。