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全方位立体电容传感器设计

2018年03月23日 09:59 次阅读

本人通过对学生电子实训课中出现的问题进行分析和研究,发明了全方位立体电容传感器,它解决了传统传感器只能单一方向传感的问题,实现全方位立体传感器的目的。

一、发现问题

在电子课进行触摸开关装配与调试实训时,当把触摸板接到台式电脑的外壳,把灯泡换成报警器,把它改装成台式电脑防盗器。但是,人没有接触到台式电脑的外壳,报警器就一直在响。为什么会这样呢?我怀疑是电脑接地的原因,我把电脑放在台面上,把电源线拔掉,报警器还是一直在响。

二、分析问题

把触摸板接到台式电脑的外壳只不过是使触摸板变大了,为什么触摸板不能加大呢?首先让我们摸一下FM收音的天线,我们发现,原来有很多杂音的FM收音的声音变清楚了,FM收音变清楚的原因是由于人体分布电容使FM收音机天线接收端的信号变强了,使到FM收音的声音变清楚了。

同样道理,触摸板变大了,它的分布电容也变大了,信号也变强了,与触摸板相连接的三极管的基极电压也变大了,使三极管处于饱和导通状态,导致单向可控硅处于接通状态,这时报警器得电工作,发出报警声音。既然是电容,哪它的另一个极在哪?它的另一个极是地,在FM收音机信号发射过程中,发射天线相当于一个电感,天与地是电容的二个极,形成了一个LC振荡电路,信号就在天地之间传播。

三、解决问题

能不能参照该原理和电路发明一种全方位立体电容传感器?高压验电时,验电器要不要与高压电接触?答案是:不用。

这时我明白了,只要把触摸板调到合适的大小,当人体靠近到一定的距离时,与触摸板相连接的三极管的基极电压足够大了,使三极管处于饱和导通状态,单向可控硅处于接通状态,受可控硅控制的电路或设备就会工作,这时我们可以用它来控制声音、报警器、灯光等电路或设备。

四、工作原理

利用LC原理,三极管的基极与保温瓶连接的导线相当于电感L,保温瓶与地是电容C的两个极,人相当于电容中的介质,与人接近保温瓶外壳时相当于电容的介质增加,电容C容量增大,电感L感应信号增大,当增大到一定量时,与触摸板相连接的三极管的基极电压足够大了,使三极管处于饱和导通状态,单向可控硅处于接通状态,受可控硅控制的电路或设备就会工作,这时我们可以用它来控制声音、报警器、灯光等电路或设备。

五、总结

本项设计解决传统传感器只能单一方向传感的问题,实现全方位立体传感的目的,通过查阅相关文献,没有他人进行同图1本设计的实物电路类研究。图1所示为本设计的实物电路。

全方位立体电容传感器设计

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