|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA sensore capacitivo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Indicatori, rivelatori La versione proposta del sensore di prossimità capacitivo è economica, opera in un ampio intervallo di valori della tensione di alimentazione e presenta un'elevata stabilità della soglia di risposta al variare della temperatura. Negli ultimi 20 anni, in libri e riviste per radioamatori sono state pubblicate molte descrizioni di progetti di sensori di prossimità, che differiscono per principio di funzionamento, sensibilità, complessità e base dell'elemento utilizzato. Tuttavia, molti di essi sono adatti al funzionamento solo in condizioni prossime a quelle di laboratorio, a temperatura ambiente e tensione di alimentazione praticamente costanti. Ad esempio, il sensore descritto in [1] è realizzato su un microcircuito digitale ed è molto economico, ma la sua soglia di risposta dipende in modo significativo dalla tensione di alimentazione. La stabilità del suo funzionamento ad elevata umidità dovuta all'elevata resistenza del resistore R2 è chiaramente insufficiente e dipende fortemente dalla lunghezza dei fili che collegano il gruppo elettronico all'elemento sensibile. I sensori proposti in [2] consumano corrente fino a diversi milliampere, il che limita la possibilità del loro utilizzo in sistemi autoalimentati. A causa della dipendenza delle caratteristiche di soglia dell'amplificatore operazionale dalla temperatura e dalla tensione di alimentazione, è possibile che tale sensore sia costantemente nello stato attivato o smetta di funzionare del tutto. Il sensore proposto è leggermente più complicato di quelli sopra menzionati, ma differisce da essi per l'assenza di elementi di avvolgimento, buona ripetibilità e funziona con una tensione di alimentazione di 3 ... 15 V, consumando circa 40 μA (a una tensione di 5 V). È caratterizzato dall'indipendenza della soglia di risposta dalla temperatura ambiente e dalla tensione di alimentazione, bassa sensibilità alle interferenze e alle interferenze elettromagnetiche. È possibile calcolare con precisione la soglia di risposta in base alle valutazioni degli elementi utilizzati, oppure calcolare tali valutazioni per ottenere la soglia di risposta richiesta. Il circuito del sensore è mostrato in fig. 1. Sul trigger DD1.1 viene realizzato un generatore di impulsi. La loro durata (circa 0,2 ms) è stabilita dal circuito R1C1 e il periodo di ripetizione (circa 1,5 ms) dal circuito R2C2. Il rilevatore di sottotensione DA1 per un certo tempo dopo l'accensione del dispositivo mantiene la tensione all'ingresso S del trigger DD1.1 a un livello logico basso, escludendo così lo stato di livello alto proibito su entrambi gli ingressi di impostazione (R e S) del grilletto. Altrimenti, nel caso di un aumento della tensione di alimentazione inferiore a 2...3 V/ms, il generatore non si autoeccita.
Gli impulsi del generatore attivano contemporaneamente due singoli vibratori. Il primo (sul trigger DD2.1) genera impulsi di durata esemplare, a seconda delle valutazioni degli elementi R4, R5, C4. La durata dell'impulso del secondo singolo vibratore (sul grilletto DD2.2) dipende dalla resistenza del resistore R3 e dalla capacità del condensatore formato dalle piastre metalliche E1 ed E2. Il condensatore di isolamento C5 impedisce il contatto accidentale con la tensione CC dell'ingresso trigger DD2.2. Il funzionamento del sensore si basa sul confronto della durata dell'impulso generato da due singoli vibratori. Se l'impulso del secondo singolo vibratore (di misura) è più breve dell'impulso del primo (esemplare), al momento di una caduta di tensione positiva sull'uscita inversa del trigger DD2.1 (al punto 1, vedere Fig. 1 ), il livello di tensione all'uscita del trigger DD2.2 (al punto 2) sarà basso. Il trigger di confronto DD1.2, attivato da un differenziale positivo sull'ingresso C, passerà allo stato logico basso sull'uscita. Altrimenti (l'impulso di misurazione è più lungo di quello di riferimento), il livello al punto 2 e all'uscita del trigger DD1.2 sarà alto. Quando la capacità tra le piastre E1 ed E2 aumenta con l'avvicinarsi di un oggetto estraneo, il livello basso sul pin 2 del connettore X1 viene sostituito da quello alto. Il valore soglia della capacità, al di sopra del quale ciò avviene, è determinato dalla formula
dove R4BB è la resistenza di ingresso del resistore di sintonizzazione R4; Svh ≈ 6 pF - capacità di ingresso R del grilletto. Con il valore del resistore R5 indicato nello schema, utilizzando R4, è possibile modificare la soglia della capacità da 6 a 32 pF. Poiché gli elementi attivi dei multivibratori si trovano all'interno dello stesso microcircuito DD2, quando cambia la temperatura o la tensione di alimentazione, le loro caratteristiche e la durata degli impulsi generati cambiano allo stesso modo. Ciò garantisce la stabilità della soglia di risposta del sensore in un ampio intervallo di variazioni di temperatura e tensione di alimentazione. Nel sensore è possibile utilizzare resistori fissi S2-Z3n, MLT, S2-23 o simili con una potenza di 0,125 o 0,25 W con una tolleranza di almeno ± 5%. Come R4, è preferibile utilizzare un resistore di regolazione con un piccolo TKS (ad esempio SPZ-19a, SPZ-196). Per questo motivo non è consigliabile l'uso diffuso di resistori SDR-38a. Condensatori C1 - C4 - qualsiasi ceramico di piccole dimensioni (KM-5, KM-6, K10-17 o simili importati). Il condensatore di separazione C5 deve essere ad alta tensione (ad esempio K15-5), valutato per una tensione di almeno 500 V. La sua capacità può essere compresa tra 1000 e 4700 pF. Diodo VD1: una qualsiasi delle serie KD103, KD503, KD521, KD522. I chip K561TM2 possono essere sostituiti da 564TM2 o dalle loro controparti importate. Il rilevatore di sottotensione (DA1) deve essere selezionato con una tensione di soglia che sia ovviamente inferiore alla tensione minima di alimentazione del sensore. Ad esempio, se alimentati con una tensione di 5 V, sono adatti i rilevatori KR1171SP42, KR1171SP47, a 9 V - anche KR1171SP53, KR1171SP64, KR1171SP73. L'unità elettronica del sensore è assemblata su una scheda in lamina di fibra di vetro spessa 1,5 mm. Un disegno dei conduttori stampati e la posizione delle parti è mostrato in fig. 2. Si consiglia di progettare l'elemento sensibile (piastre E1 ed E2) sotto forma di condensatore "non avvolto" [2], collegandolo all'unità elettronica con fili di lunghezza non superiore a 50 mm.
La configurazione del sensore si riduce all'impostazione della soglia con i resistori R4 e R5. Il funzionamento può essere controllato utilizzando un circuito di un LED (anodo sul pin 2 del connettore X1) e un resistore con un valore nominale di 2,2 ... 4,7 kOhm (tra il catodo del LED e il pin 3 del connettore). Accendendo l'alimentazione, ruotando il motore del resistore di sintonia R4, ottieni l'accensione del LED, quindi girando leggermente il motore a destra (secondo lo schema) - si spegnerà. La corretta regolazione verrà segnalata dall'accensione del LED quando un oggetto si avvicina all'elemento sensibile. Se il LED non si accende nemmeno nella posizione estrema sinistra del cursore del resistore R4, è necessario installare un ponticello invece di R5 e ripetere l'impostazione. Il dispositivo può essere utilizzato come sensore tattile umano sulla piastra E2 e qualsiasi oggetto metallico, ad esempio una maniglia, può svolgere il suo ruolo. In questo caso, la piastra E1 può essere completamente abbandonata e i resistori R4 e R5 possono essere sostituiti con un resistore con un valore nominale di 330 kOhm. Una delle varianti del sensore realizzata dall'autore aveva un elemento sensibile sotto forma di un condensatore piatto con un'area della piastra di 100 cm2 e una distanza tra loro di 5 mm. Ha funzionato con sicurezza quando lo spazio tra le piastre è stato riempito del 70% con olio per macchine nell'intervallo di temperatura di -30. ..+85 °С. Non sono state registrate operazioni causate da condensa d'acqua, avvicinamento delle mani e altri fattori di interferenza. Con tale utilizzo e applicazione come elemento sensibile di un condensatore piatto o cilindrico, si consiglia di stimare innanzitutto il valore richiesto della resistenza di ingresso del resistore di sintonia R4 secondo la formula
dove Cnp è la capacità dei fili di collegamento; Ck è la capacità dell'elemento sensibile, calcolata secondo le formule note per la capacità di un condensatore piatto o cilindrico. Se il valore calcolato risulta negativo, il resistore R5 dovrebbe essere escluso dal circuito e, se superiore a 200 kOhm, il valore di R5 dovrebbe essere aumentato in modo che la resistenza R4BB sia compresa tra 100 ... 150 kOhm. Infine, il sensore viene regolato nel modo sopra descritto. Letteratura
Autore: M. Ershov, Tula
Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo
04.05.2024 Controllare gli oggetti utilizzando le correnti d'aria
04.05.2024 I cani di razza si ammalano non più spesso dei cani di razza
03.05.2024
▪ Schede di rete Aquantia AQtion per reti 2,5/5G ▪ Computer in formato batteria AA ▪ Scoperto il formaggio più antico del mondo
▪ sezione del sito Limitatori di segnale, compressori. Selezione dell'articolo ▪ articolo L'amore è un sogno delizioso. Espressione popolare ▪ articolo Perché gli opossum portano prole? Risposta dettagliata
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina