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，也可以這么說傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號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，用人自身感覺器官既無法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)對很多無法用器官感測的事物不得不望而止步，而傳感器就是一種代替人的感覺器官來獲取信息、數(shù)據(jù)的媒介。在工業(yè)生產(chǎn)中，對于高精密的產(chǎn)品要接助各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(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，沒有眾多的優(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)域人的感官還有簡易的傳感器根本無法得到的數(shù)據(jù)，必須借助高精密的傳感器來實(shí)現(xiàn)分析測量。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，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源、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、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(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)科開發(fā)的。

p+f倍加福傳感器的分類根據(jù)不同的觀點(diǎn)對傳感器進(jìn)行分類，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、它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等進(jìn)行分類。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。傳感器工作原理的分類物理傳感器應(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，被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號?；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傳感器的輸入量和輸出量之間的對應(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，它表示傳感器對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。一般來說，傳感器的輸入和輸出關(guān)系可用微分方程來描述。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轉(zhuǎn)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(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。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)控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光

p+f倍加福傳感器的介紹電耦合器、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。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關(guān)的設(shè)計(jì)2光敏傳感器聲光控開關(guān)的設(shè)計(jì)2.1聲光控制結(jié)構(gòu)框圖聲光控開關(guān)節(jié)能燈控制電路方框如圖2-1所示：聲音信號MIC光敏電阻與非門控制電路延時(shí)電路整流電路電子開關(guān)圖2-1聲光控開關(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，從而用這種信號去控制所需要的電器設(shè)備。常用的電路有：小信號放大電路、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的光源來控制電路的設(shè)備。其作用是把外來送入的光源轉(zhuǎn)換電信號，從而用這種信號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)電子開關(guān)電路延時(shí)電子開關(guān)電路它是用電路中送入的信號進(jìn)行控制電路的設(shè)備。其作用是用送入來的信號去控制電路，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、光控開關(guān)的組合。它是利用駐極體話筒是否采集到聲音信號，光敏電阻感應(yīng)光線的明暗來改變信號的高低電平，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?，?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-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做為接收信號源，工作原理：話筒將聲音信號轉(zhuǎn)化為負(fù)極性的電信號。聲控電路通過聲音信號控制可控硅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放大三極管的基極上，放大后的信號影響觸發(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，開始工作。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。光敏器件可以用來以可見光或紅外光的形式控制報(bào)警器、測試儀、自動(dòng)開關(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、空氣煙塵檢測器等可見光裝置。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)電子開關(guān)電路根據(jù)所學(xué)的數(shù)字電路中的與非門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、說話聲等），話筒接收到信號后內(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R9放電，放電的時(shí)間長短決定了燈亮的時(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。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)與非門的CMOS電路（如圖3-2），每個(gè)與非門有2個(gè)輸入端一個(gè)輸出端，與非門的特點(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，該門的輸出由12腳的電平控制。無聲音，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R9放電，放電時(shí)間長短決定燈亮的時(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。往常的開關(guān)路燈，在無人的時(shí)候也亮著，無疑的是一種浪費(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開關(guān)電路控制，這種浪費(fèi)不僅加大了財(cái)政支出，且對于用電高峰時(shí)無疑是一種負(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)，也越來越多的學(xué)校、企業(yè)重視這個(gè)問題，采用聲光控來做為節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，例如：為了節(jié)能減排，北交大對學(xué)校的基建設(shè)施進(jìn)行了技改，學(xué)校投入60多萬元更換新型的節(jié)能燈管，在樓道內(nèi)安裝聲光控開關(guān)，年節(jié)電約30萬度；沃爾瑪位于王家灣武漢摩爾城的新門店開業(yè)，配備聲光控書架式冷柜，有人靠近冷柜時(shí)，冷柜燈才會(huì)自動(dòng)打開，比普通冷柜節(jié)能3成以上……聲光控電路不僅應(yīng)用于燈開關(guān)，還可以應(yīng)用很多的自動(dòng)開關(guān)電路，甚至還可以做成簡易的報(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、感受外界的信號、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)的聲光控開關(guān)來設(shè)計(jì)我的課題。其聲光控在生活應(yīng)用中隨處可見，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關(guān)電路作為本次課題。