Схема акустического, сейсмического и оптического датчиков на ОУ


В охранных системах и системах автоматики применяются различные датчики.Здесь приводятся схемы трех проверенных опытным путем датчиков. Один акустический, другой сейсмический (реагирует на удары, вибрацию...), третий оптический (реагирует на резкое изменение освещенности в помещении).

Принципиальная схема акустического датчика

На рисунке 1 показана схема акустического датчика.

Собственно, датчиком является электретный микрофон М1. На него поступает питание через резистор R1. Этот резистор сужит и его нагрузкой. На М1 есть некоторое постоянное напряжение.

Оно поступает на оба входа операционного усилителя А1, на инверсный непосредственно, на прямой через цепочку задержки на резисторе R2 и конденсаторе С1.

Пока звука нет, схема находится в уравновешенном состоянии, и разность напряжений между входами А1 равна нулю. Но при появлении звука в этой точке появляется и напряжение ЗЧ.

Которое на инверсный вход А1 поступает, а на прямой его вход поступить не может, - мешает цепь R2-C1. В результате операционный усилитель А1 работает в режиме максимального усиления, на его выходе появляется достаточно большой уровень сигнала, чтобы начал открываться ключ на VT1.

Каскад на VT1 служит для преобразования НЧ сигнала с выхода ОУ в хаотические импульсы логического уровня. Электретный микрофон подойдет практически любой.

Принципиальная схема акустического датчика на ОУ КР140УД708

Рис. 1. Принципиальная схема акустического датчика на ОУ КР140УД708.

Чувствительность датчика можно регулировать подбором сопротивления резистора R1, изменяя этим режим работы встроенного усилителя микрофона.

Схема сейсмического датчика

На рисунке 2 схема сейсмического датчика. Нет, он не для регистрации землетрясений, хотя может быть и можно использовать и так. Он предназначен для регистрации ударов и сотрясений предмета, на который установлен.

При этом, его преимущество в том, что он почти не реагирует на звук. Собственно датчиком служит магнитодинамическая измерительная головка, -микроамперметр.

Желательно чтобы с нулевой отметкой в центре шкалы Но это не обязательно, потому что достаточно стрелку максимально отодвинуть от края шкалы при помощи юстировочного винта.

Принципиальная схема сейсмического датчика (сотрясения) на ОУ КР140УД708

Рис. 2. Принципиальная схема сейсмического датчика (сотрясения) на ОУ КР140УД708.

Суть работы в том, что его стрелка дрожит, качается, если предмет, на который он установлен подвергается ударам и сотрясениям. При этом, вместе со стрелкой качается и измерительная катушка, качается она в достаточно сильном магнитном поле магнито-электрической системы микроамперметра.

При этом в ней наводится переменная ЭДС. которая складывается с постоянным напряжением на резисторах R1 и R2, и между входами операционного усилителя А1 возникает переменное напряжение.

На его выходе, усиленный сигнал, который ключом на транзисторе VТ1 преобразуется в хаотические импульсы логического уровня.

Схема оптического датчика

На рисунке 3 показана схема оптического датчика, который реагирует на быстрое изменение уровня освещенности. На самом деле это очень чувствительный датчик, потому что любое перемещение перед ним или рядом, даже на некотором удалении от него приводит к изменению яркости света, поступающего на датчик (тени, отражение и др).

Принципиальная схема оптического датчика на ОУ КР140УД708

Рис. 3. Принципиальная схема оптического датчика на ОУ КР140УД708.

Датчиком является фоторезистор RF1, который вместе с резистором R1 образует делитель напряжения. Это напряжение поступает на входы операционного усилителя А1. На инверсный непосредственно, на прямой через цепочку задержки на резисторе R2 и конденсаторе С1.

В установившемся состоянии, когда освещенность быстро не меняется, напряжения между входами А1 равно нулю, или некоторому значению, установленному резистором R1.

Если освещенность изменяется медленно (естественным путем), то изменение напряжения происходит одинаково для обоих входов А1, потому что оно успевает преодолеть задержку, созданную цепью R2-C1.

Но если изменение яркости происходит быстро, то напряжение на инверсном входе А1 изменяется быстрее, чем на прямом, что приводит к формированию импульса на выходе А1, который преобразуется в логический импульс ключом на транзисторе VТ1.

Чувствительность датчика регулируется подстроечным резистором R1, которым регулируется начальная разность потенциалов между входами ОУ.

Горчук Н В. РК-05-2019.


1 59 Детекторы и датчики
акустический датчик датчик шума оптический датчик датчик сотрясения датчик ОУ операционный усилитель
Написать комментарий:

cashback