חיישן קיבולי. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חיישן קיבולי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחוונים, גלאים

הגרסה המוצעת של חיישן הקרבה הקיבולי היא חסכונית, פועלת במגוון רחב של ערכי מתח אספקה ובעלת יציבות גבוהה של סף התגובה כאשר הטמפרטורה משתנה.

במהלך 20 השנים האחרונות, תיאורים רבים של עיצובים של חיישני קרבה פורסמו בספרים ובמגזינים עבור חובבי רדיו, שונים זה מזה בעיקרון הפעולה, הרגישות, המורכבות ובסיס האלמנטים שבהם נעשה שימוש. עם זאת, רבים מהם מתאימים לפעולה רק בתנאים קרובים למעבדה, עם טמפרטורת סביבה ומתח אספקה קבועים כמעט.

לדוגמה, החיישן המתואר ב-[1] עשוי על שבב דיגיטלי והוא חסכוני ביותר, אך סף התגובה שלו תלוי באופן משמעותי במתח האספקה. יציבות פעולתו בלחות גבוהה עקב ההתנגדות הגבוהה של הנגד R2 אינה מספקת בעליל ותלויה מאוד באורך החוטים המחברים את היחידה האלקטרונית לאלמנט הרגיש.

החיישנים המוצעים ב-[2] צורכים זרם של עד כמה מיליאמפר, מה שמגביל את האפשרות להשתמש בהם במערכות המופעלות על ידי עצמן. בשל התלות של סף מאפייני ה-Op-amp בטמפרטורה ובמתח האספקה, ייתכן שחיישן כזה יהיה במצב מופעל כל הזמן או יפסיק להפעיל לחלוטין.

החיישן המוצע מעט יותר מסובך מאלה שהוזכרו לעיל, אך שונה מהם בהיעדר אלמנטים מתפתלים, יכולת חזרה טובה, פועל במתח אספקה של 3...15 V, צורך כ-40 μA (במתח של 5). V). הוא מאופיין באי תלות של סף התגובה מטמפרטורת הסביבה ומתח האספקה, ורגישות נמוכה להפרעות והפרעות אלקטרומגנטיות. ניתן לחשב במדויק את סף התגובה על סמך הדירוגים של האלמנטים בהם נעשה שימוש, או לחשב דירוגים אלו כדי לקבל את סף התגובה הנדרש.

דיאגרמת החיישן מוצגת באיור. 1. מחולל דופק נעשה על הדק DD1.1. משך הזמן שלהם (כ-0,2 אלפיות השנייה) נקבע על ידי מעגל R1C1, ותקופת החזרה (כ-1,5 אלפיות השנייה) נקבעת על ידי מעגל R2C2. גלאי תת המתח DA1 מחזיק את המתח בכניסת S של הדק DD1.1 ברמה לוגית נמוכה למשך זמן מה לאחר הפעלת החשמל של המכשיר, ובכך מבטל את המצב האסור ברמה הגבוהה בשתי כניסות ההגדרות (R ו-S ) של הדק. אחרת, אם מתח האספקה גדל בקצב של פחות מ-2...3 V/ms, עירור עצמי של הגנרטור לא יתרחש.

חיישן קיבולי

פעימות המחולל מפעילים בו זמנית שני מונווויברטורים. הראשון (על טריגר DD2.1) מייצר פולסים באורך סטנדרטי, בהתאם לערכי האלמנטים R4, R5, C4. משך הפולסים של ה-one-shot השני (על טריגר DD2.2) תלוי בהתנגדות של הנגד R3 ובקיבול של הקבל שנוצר על ידי לוחות המתכת E1 ו-E2. הפרדת הקבל C5 מונעת ממתח ישר בשוגג להיכנס לכניסת ההדק DD2.2.

פעולת החיישן מבוססת על השוואה של משך הדופק שנוצר על ידי שני מונווויברטורים. אם הדופק של המונווויברטור השני (המדוד) קצר יותר מהדופק של הראשון (לדוגמה), ברגע של נפילת מתח חיובית במוצא ההפוך של ההדק DD2.1 (בנקודה 1, ראה איור 1) , רמת המתח במוצא הדק DD2.2 (בנקודה 2) תהיה נמוכה. טריגר ההשוואה DD1.2, המופעל על ידי קצה חיובי בכניסה C, יעבור למצב רמה לוגית נמוכה במוצא. אחרת (דופק המדידה ארוך יותר מהייחוס), הרמה בנקודה 2 וביציאה של הדק DD1.2 תהיה גבוהה.

כאשר, כאשר חפץ זר מתקרב ללוחות E1 ו-E2, הקיבול ביניהם גדל, הרמה הנמוכה בפין 2 של מחבר X1 משתנה לגבוהה. ערך הסף של הקיבול, שמעליו זה מתרחש, נקבע על ידי הנוסחה

כאשר R4BB הוא ההתנגדות המוכנסת של נגד הכוונון R4; Svh ≈ 6 pf - קיבול כניסה R של ההדק. עם הערך של הנגד R5 המצוין בתרשים, באמצעות R4 אתה יכול לשנות את סף הקיבול מ-6 ל-32 pF.

מכיוון שהאלמנטים הפעילים של מולטיוויברטורים ממוקמים בתוך מיקרומעגל DD2 אחד, כאשר הטמפרטורה או מתח האספקה משתנים, המאפיינים שלהם ומשך הפולסים שנוצרו משתנים באופן שווה. זה מבטיח את היציבות של סף התגובה של החיישן על פני מגוון רחב של שינויים בטמפרטורה ובמתח האספקה.

החיישן יכול להשתמש נגדים קבועים S2-Z3n, MLT, S2-23 או דומים עם הספק של 0,125 או 0,25 W עם סובלנות של לא פחות מ-±5%. בתור R4, רצוי להשתמש בנגד כוונון עם TKS קטן (לדוגמה, SPZ-19a, SPZ-196). נגדי SPZ-38a נרחבים אינם מומלצים מסיבה זו. קבלים C1 - C4 - כל קרמיקה בגודל קטן (KM-5, KM-6, K10-17 או כאלה מיובאים דומים). קבל הצימוד C5 חייב להיות במתח גבוה (לדוגמה, K15-5), המיועד למתח של לפחות 500 V. הקיבול שלו יכול לנוע בין 1000...4700 pF. דיודה VD1 - כל אחת מסדרות KD103, KD503, KD521, KD522.

ניתן להחליף את מעגלי המיקרו K561TM2 ב-564TM2 או באנלוגים המיובאים שלהם. יש לבחור את גלאי תת המתח (DA1) עם מתח סף שהוא בהחלט נמוך ממתח האספקה המינימלי של החיישן. לדוגמה, כאשר מופעל במתח של 5 V, הגלאים KR1171SP42, KR1171SP47 מתאימים, ב-9 V - גם KR1171SP53, KR1171SP64, KR1171SP73.

היחידה האלקטרונית של החיישן מורכבת על לוח עשוי פיברגלס נייר כסף בעובי 1,5 מ"מ. ציור של מוליכים מודפסים ומיקום החלקים מוצג באיור. 2. מומלץ לתכנן את האלמנט הרגיש (לוחות E1 ו-E2) בצורה של קבל "פרוש" [2], המחבר אותו ליחידה האלקטרונית עם חוטים שאורכים לא יותר מ-50 מ"מ.

חיישן קיבולי

הגדרת החיישן מסתכמת בהגדרת הסף עם נגדים R4 ו-R5. ניתן לשלוט בהפעלה באמצעות מעגל של LED (אנודה לפין 2 של מחבר X1) ונגד עם ערך נומינלי של 2,2...4,7 קילו אוהם (בין הקתודה של LED לפין 3 של המחבר). הפעלת הכוח, סובב את המחוון של נגד הכוונון R4 עד שה-LED תידלק, ולאחר מכן סובב את המחוון מעט ימינה (לפי התרשים) כדי לכבות אותו. התאמה נכונה תצוין על ידי דלקת הנורית כאשר מתקרבים לאלמנט הרגיש של אובייקט כלשהו. אם הנורית לא נדלקת אפילו במיקום השמאלי הקיצוני של מחוון הנגד R4, יש להתקין מגשר במקום R5 ולחזור על ההגדרה.

המכשיר יכול לשמש כחיישן למגע אנושי בצלחת E2, ואת תפקידו יכול למלא כל חפץ מתכתי, למשל ידית לדלת. במקרה זה, ניתן לנטוש את הלוח E1 לחלוטין, וניתן להחליף את הנגדים R4 ו-R5 בנגד אחד עם ערך נומינלי של 330 קילו אוהם.

לאחת מאפשרויות החיישנים, שיוצרה על ידי המחבר, הייתה אלמנט רגיש בצורת קבל שטוח עם שטח לוח של 100 ס"מ ומרחק ביניהם של 2 מ"מ. זה עבד בצורה מהימנה כאשר החלל בין הלוחות היה מלא ב-5% בשמן מכונות בטווח הטמפרטורות של -70. ..+30 מעלות צלזיוס. טריגרים שנגרמו מעיבוי מים, התקרבות ידיים וגורמים מפריעים אחרים לא נרשמו.

בשימוש בצורה זו ושימוש בקבל שטוח או גלילי כאלמנט רגיש, מומלץ להעריך תחילה את הערך הנדרש של ההתנגדות המוכנסת של נגד כוונון R4 באמצעות הנוסחה

כאשר Cnp הוא הקיבול של חוטי החיבור; Ck הוא הקיבול של האלמנט הרגיש, המחושב באמצעות הנוסחאות הידועות עבור הקיבול של קבל שטוח או גלילי.

אם הערך המחושב מתברר שלילי, יש להוציא את הנגד R5 מהמעגל, ואם הוא יותר מ-200 קילו אוהם, הגדל את הערך של R5 כך שההתנגדות R4BB נמצאת בטווח של 100...150 קילו אוהם. לבסוף, החיישן מותאם כמתואר לעיל.

ספרות

Nechaev I. ממסר קיבולי. - רדיו, 1988, מס' 1, עמ'. 33.
Moskvin A. חיישנים קיבוליים ללא מגע. - רדיו, 2002, מס' 10, עמ'. 38, 39.

מחבר: מ' ערשוב, טולה

ראה מאמרים אחרים סעיף מחוונים, גלאים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

רמקול אלחוטי Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

בעולם של טכנולוגיית אודיו מודרנית, היצרנים שואפים לא רק לאיכות צליל ללא דופי, אלא גם לשילוב פונקציונליות עם אסתטיקה. אחד הצעדים החדשניים האחרונים בכיוון זה הוא מערכת הרמקולים האלחוטיים החדשים Samsung Music Frame HW-LS60D, שהוצגה באירוע 2024 World of Samsung. ה-Samsung HW-LS60D הוא יותר מסתם מערכת רמקולים, זו אומנות הסאונד בסגנון המסגרת. השילוב של מערכת 6 רמקולים עם תמיכה ב-Dolby Atmos ועיצוב מסגרת תמונה מסוגנן הופכים את המוצר הזה לתוספת המושלמת לכל פנים. ה-Samsung Music Frame החדש כולל טכנולוגיות מתקדמות לרבות Adaptive Audio המספק דיאלוג ברור בכל רמת עוצמת הקול, ואופטימיזציה אוטומטית של החדר לשחזור אודיו עשיר. עם תמיכה בחיבורי Spotify, Tidal Hi-Fi ו-Bluetooth 5.2, כמו גם אינטגרציה של עוזר חכם, הרמקול הזה מוכן לספק לך ... >>

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

צג מגע מעוקל אמיתי 23.12.2013

לאפל יש פטנט על טכנולוגיית מסך מגע מעוקל. פטנט אמריקאי מס' 8603574 "לוחות מגע מעוקלים" מתאר תהליך להפיכת צגים ללא פגמים שנגרמים על ידי עיוות של מצע המסך.

יחד עם זאת, המסמך מתאר לא רק ייצור של צגי מגע למכשירים ניידים, אלא גם למחשבים שולחניים, עכברי מחשב וכו'.

לדברי אפל, הבעיה העיקרית בייצור של לוחות כאלה היא לשמור על טמפרטורה מסוימת בעת החלת מוליכים של סרט דק על מצע גמיש. החימום לא צריך להיות גדול כדי שהמבנה לא ייפגע. היצרנים משתמשים כעת בטמפרטורות גבוהות כדי לייצר לוחות עם תכונות אופטיות טובות יותר ותגובתיות טובה יותר על ידי מריחת סרט מגע על מצע מעוצב מראש.

הרעיון של אפל הוא ליישם רכיבי תצוגה על מצע גמיש בזמן שהוא משטח. לאחר מכן, המבנה כולו מחומם לטמפרטורה הנדרשת, והוא מקבל את הצורה הרצויה. טכנולוגיה זו מסייעת להימנע מנזק אופייני המתרחש במהלך ייצור התצוגות.

בנוסף, הפטנט מציין שלמכשירים מודרניים רבים עם מה שמכונה תצוגה "מעוקלת" יש למעשה תצוגה שטוחה רגילה, מכוסה בזכוכית מעוקלת מלמעלה. פתרון טכני זה מוביל לכך שפאנל המגע הופך פחות רגיש, שכן חלקיו השונים נמצאים במרחק לא שווה מהזכוכית. אפל רואה בעיני רוחה צגים מעוקלים באמת, עם רגישות שווה באמצע ומסביב לקצוות.

הפטנט מתאר גם את תהליך יצירת צגי מגע בעלי צורה מורכבת יותר, כמו גלים. נכון, היום לא ידוע מתי ואיך אפל תחיל את הפטנט שלה בפועל לייצור מוצרים אמיתיים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ כריש טוויטר

▪ עץ כבד

▪ חיילי סייבורג

▪ הגנטיקה מצאה את הסיבה לאושר הנשי

▪ ביופולימרים לעומת מוצרי נפט

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר ניסויים בכימיה. בחירת מאמרים

▪ מאמר קוצר היכן שלא זרעתם. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מה אסור לעשות בתוך עשרים דקות לאחר האכילה? תשובה מפורטת

▪ מאמר Sophora עבות פרי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מתרס לחיקוי של סיסם. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר התקנות מצברים. חלק סניטרי וטכני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר