發布日期:2022-10-09 點擊率:374
用光電傳感器(光電對管)將機械旋轉轉化為電脈沖,光電對管實物如圖1所示。
電路設計?
電路原理圖如圖2所示。
電路由四部分組成。?
光電對管U1、電阻R1、電阻R2構成發射接收電路;比較器U2A、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6構成反相輸入的滯回比較器;比較器U2B、電阻R7、電阻R8構成反相器;發光二極管D1、電阻R9構成輸出電路。
光電傳感器電路圖
該電路可作為一個傳感器,它可以觸發一個沒有直接接觸的報警器。一個可見或不可見的封閉式離子源在傳感器上發射來保持探測回路保持一個原本的常閉狀態。
光電傳感器電路原理圖解
光電傳感器是一種能夠將可見光信號轉換為電信號的器件,也可稱為光電器件,主要用于光控開關,光控照明,光控報警領域中,對各種可見光進行控制。
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光敏感的元件,其電阻值隨入射光線的強弱發生變化而變化。
當環境光較強時,光電傳感器RG的阻值較小,使可調電阻器RP與光電傳感器RG處的分壓值變低,不能達到雙向觸發二極管VD的觸發電壓值,雙向觸發二極管VD 截止,進而使雙向了晶閘管VS也截止,照明燈EL熄滅。
當環境光較弱時,光電傳感器RG的阻值變大,使可調電阻器RP與光電傳感器RG處的分壓值變高,隨著光照強度的逐漸增強,光電傳感器RG的阻值逐漸變大,當可調電阻器kP與光電傳感器RG處的分壓值達到雙向觸發二個極管VD的觸發電壓時,雙向觸發二極管VD導通,進而觸發雙向品閘管VS也導通,照明燈EL點亮。
溫度這個物理量在很多場合需要檢測,目前市場測溫的方法和種類也比較多,在選用何種方法的時候,需要被考慮到的因素有:溫度檢測范圍,精度,靈敏度,應用場合,封裝形式,成本等等。根據自己最近研究的內容,將溫度檢測的方式也可以叫電路分為模擬式和數字式的
1.數字式
常見的數字式測溫芯片DS18B20,這個便宜,接口簡單,所以在實驗室用的還比較多。DS18B20數字溫度傳感器接線方便,封裝后可應用于多種場合,如管道式,螺紋式,磁鐵吸附式,不銹鋼封裝式。主要根據應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫,高爐水循環測溫,鍋爐測溫,機房測溫,農業大棚測溫,潔凈室測溫,彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。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備數字測溫和控制領域。
DS18b20不足之處在于溫度下降的時候,比較緩慢。
使用它的時候,電路比較簡單,如下即可:
2.模擬式
模擬式的溫度傳感器常見的有鉑電阻,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鉑電阻測溫
鉑電阻,簡稱為:鉑熱電阻,它的阻值會隨著溫度的變化而改變。它有PT100和 PT1000等等系列產品,它適用于醫療、電機、工業、溫度計算、衛星、氣象、阻值計算等高精溫度設備,應用范圍非常之廣泛。
說簡單點,鉑電阻就是測溫就是根據它特有的屬性,溫度變化,組織變化,根據研究,溫度變化,阻值變化之間存在一個關系式,所以可以用阻值的變化來表征溫度的變化。具體的關系式這里不做說明。
要注意的是誤差來源:
1. 在使用鉑電阻測溫的時候,導線的電阻會對測量的結果產生影響,所以出現了兩線制、三線制、四線制這幾種測溫電路。
2. 鉑電阻在測量溫度的時候,用恒流源通過鉑電阻。大家知道,電流通過一個電阻,電阻屬于耗能元件,根據焦耳定律,電流越大,發熱越嚴重。本來就是測量溫度,所以為了剔除測量電路自身帶來的干擾,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,意思是負的溫度系數,泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件,所謂NTC熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。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, 經共同沉淀或水熱法合成的納米粉體材料,后經球磨充分混合、等靜壓成型、高溫燒結、半導體切片、劃片、玻封燒結或環氧包封等封結工藝制成的接近理論密度結構的半導體電子陶瓷材料,這些金屬氧化物材料都具有半導體性質,因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。它具有電阻值隨著溫度的變化而相應變化的特性。溫度低時,這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數目少,所以其電阻值較高;隨著溫度的升高,載流子數目增加,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-2%~-5%。其電阻率和材料參數(B值)隨材料成分比例、燒結溫度、燒結氣氛和結構狀不同而變化,這種具有負溫度系數特征的熱敏電阻具有靈敏度高、穩定性好、響應快、壽命長、成本低等特點,NTC熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。
測溫電路如下:
R14用來限流,R100用來補償NTC電阻的非線性,能夠將NTC電阻溫度和電阻曲線變得線性一些。在
在軟件上,利用差值法進行再一次的補償,這樣做的意義就是盡可能保證線性度的提高,簡化測溫的難度。
2.3 LM35
LM35 是由National Semiconductor 所生產的溫度傳感器,其輸出電壓與攝氏溫標呈線性關系,轉換公式如式,0 時輸出為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 不需要額外的校準處理即可達到 ±1/4℃的準確率。 其電源供應模式有單電源與正負雙電源兩種,其接腳如圖所示,正負雙電源的供電模式可提供負溫度的量測;兩種接法的靜止電流-溫度關系如圖 所示,在靜止溫度中自熱效應低(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的供電電壓范圍內正常工作非常省電。
在使用LM35的時候,為了提高溫度變化電壓變化的靈敏度,常常需要用到運算放大器,將溫度沒升高1度所帶來的電壓10mv電壓變化進行放大。
在使用LM35需要注意的點是,在數據手冊中,封裝很容易弄錯,如果弄錯,LM35就會正負極接反,發熱嚴重。
圖中標注的的Bottom VIEW !
參考文獻:
百度百科、數據手冊
記錄一下,方便以后翻閱~
主要內容:
1) 光敏傳感器概述;
2) 相關實驗代碼解讀。
實驗功能:通過ADC3_CH6來檢測光敏二極管一端的電壓變化來達到檢測光強的目的(可通過檢測環境光,調節LCD的背光大?。?。
官方資料:《STM32中文參考手冊V10》第11章——模擬/數字轉換ADC
1. 光敏傳感器概述
光敏傳感器是最常見的傳感器之一,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。光傳感器是目前產量最多、應用最廣的傳感器之一,它在自動控制和非電量電測技術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轉換為電信號的傳感器,它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測,它還可以作為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進行檢測,只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。
光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導體二極管在結構上是類似的,其管芯是一個具有光敏特征的PN結,具有單向導電性,因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流,此時光敏二極管截止。當受到光照時,飽和反向漏電流大大增加,形成光電流,它隨入射光強度的變化而變化。當光線照射PN結時,可以使PN結中產生電子一空穴對,使少數載流子的密度增加。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弱來改變電路中的電流。
簡而言之:照射光敏二極管的光強不同,通過光敏二極管的電流大小就不同,所以可以通過檢測電流大小,達到檢測光強的目的。利用這個電流變化,我們串接一個電阻,就可以轉換成電壓的變化,從而通過ADC讀取電壓值,判斷外部光線的強弱。
2. 硬件連接圖
3.相關代碼解讀
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. 實驗結果
舊知識點
1)復習如何新建工程模板,可參考STM32學習心得二:新建工程模板;
2)復習基于庫函數的初始化函數的一般格式,可參考STM32學習心得三:GPIO實驗-基于庫函數;
3)復習寄存器地址,可參考STM32學習心得四:GPIO實驗-基于寄存器;
4)復習位操作,可參考STM32學習心得五:GPIO實驗-基于位操作;
5)復習寄存器地址名稱映射,可參考STM32學習心得六:相關C語言學習及寄存器地址名稱映射解讀;
6)復習時鐘系統框圖,可參考STM32學習心得七:STM32時鐘系統框圖解讀及相關函數;
7)復習延遲函數,可參考STM32學習心得九:Systick滴答定時器和延時函數解讀;
8)復習ST-link仿真器的參數配置,可參考STM32學習心得十:在Keil MDK軟件中配置ST-link仿真器;
9)復習ST-link調試方法,可參考STM32學習心得十一:ST-link調試原理+軟硬件仿真調試方法;
10)復習如何對GPIO進行復用,可參考STM32學習心得十二:端口復用和重映射;
11)復習串口通信相關知識,可參考STM32學習心得十四:串口通信相關知識及配置方法;
12)復習ADC原理及一般配置步驟,可參考STM32學習心得二十三:ADC轉換原理及模數轉換實驗和STM32學習心得二十四:內部溫度傳感器原理及實驗。
描述
霍爾傳感器簡介與分類
霍爾傳感器,英文名稱為Hall sensor,是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,主要用于力測量,具有精度高、線性度好等多種特點,現已在工業自動化技術、檢測技術、信息處理等方面有著極廣泛的應用。
霍爾傳感器可分為線型和開關型兩種。線型霍爾傳感器又可分為開環式線性霍爾傳感器和閉環式線性霍爾傳感器(又稱為零磁通霍爾傳感器),主要包括霍爾元件、線性放大器和設計跟隨器三大部分,用于測量交流電流、直流電流、電壓。開關型霍爾傳感器主要包括霍爾元件、差分放大器、穩壓器、斯密特觸發器、輸出級組成,用于數字量的輸出。
一.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾傳感器信號放大電路)
二.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾接近開關組成的計數器電路)
HK-1型霍爾接近開關組成的計數器電路圖中采用了光電耦合器隔離和8位計算器。每當磁鋼接近HK-1開關一次,計算器記一個數,并累加,從而完成計數功能。
三.霍爾傳感器電路圖大全(霍爾接近開關用于數控機床PLC電路)
此電路還可用于數控機床可編程控制器(PLC)上,其精度可達0.02mm,還可用于高速沖床、復雜紋進模具的送切料、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通過原邊電阻R1轉換為原邊電流Ip,Ip產生的磁通量與霍爾電壓經放大產生的副邊電流Is通過副邊線圈所產生的磁通量相平衡。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產生的磁通量與霍爾電壓經放大產生的副邊電流Is通過副邊線圈所產生的磁通量相平衡。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系,因此霍爾器件輸出的電壓訊號U0可以間接反映出被測電流I1的大小,即:I1∝B1∝U0;把U0定標為當被測電流I1為額定值時,U0等于50mV或100mV。這就制成霍爾直接檢測(無放大)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:
被測電流In流過導體產生的磁場,由通過霍爾元件輸出信號控制的補償電流Im流過次級線圈產生的磁場補償,當原邊與副邊的磁場達到平衡時,其補償電流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)
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器?;魻栃谴烹娦囊环N,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面?;魻栃茄芯堪雽w材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
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