Sensor kapasitif bukan sentuhan dengan resonator kuarza. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Penderia kapasitif bukan sentuhan dengan resonator kuarza. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Teknologi mengukur

Komen artikel

Untuk sensor kapasitif bukan sentuhan yang digunakan dalam peranti penggera pencuri untuk mengawal pendekatan objek ke kawasan terlindung, penjana nadi segi empat tepat pada penguat operasi, dipasang mengikut skema klasik [1], sering digunakan. Di antara kelemahan penjana sedemikian, perlu diperhatikan, pertama sekali, kestabilan rendah frekuensi pengayun diri yang ditetapkan oleh litar RC, yang membawa kepada ketidakbolehpercayaan peranti.

Percubaan untuk meningkatkan kepekaan peranti, seperti yang dinyatakan dalam artikel ini, menyebabkan gangguan ("kelip") atau positif palsu daripada gangguan rangkaian, yang menyebabkan positif palsu berkala tanpa menghampiri penderia objek atau, sebaliknya, kegagalan untuk beroperasi apabila objek menghampiri sensor itu.

Kelemahan ini boleh dihapuskan jika resonator kuarza disambungkan secara bersiri dengan sensor kapasitif, yang, kerana teruja pada frekuensi resonans siri, mengimbangi komponen reaktif rintangan kompleks sensor kapasitif, memudahkan penukaran perubahan dalam kemuatan elektrik penderia menjadi rintangan aktif [2].Peranti sedemikian dipanggil dielcometer kuarza.

Penderia kapasitif bukan sentuhan dengan resonator kuarza
Rajah. Xnumx

Dalam sensor jarak yang diterangkan di bawah, dipasang mengikut skema dalam Rajah. 1, resonator kuarza kosong yang tersedia secara komersil ZQ1 resonans siri pada frekuensi fpe3 = 300 kHz disambungkan secara bersiri dengan sensor kapasitif Sd. Resonator mempunyai parameter elektrik setara berikut: induktansi - 21,7 H; kemuatan - 0,013 pF; rintangan - 90 Ohm; kapasitans antara elektrod - 6,5 pF; faktor kualiti - kira-kira 455000.

Perlu diingatkan bahawa kebanyakan pengayun diri beroperasi pada frekuensi yang tidak bertepatan dengan frekuensi resonans siri resonator kuarza. Sebagai contoh, tiga titik kapasitif yang terkenal teruja pada frekuensi yang lebih tinggi. Ini membawa kepada fakta bahawa faktor kualiti resonator berkurangan, mengurangkan kestabilan frekuensi pengayun. Yang paling hampir dengan frekuensi resonans resonans siri disediakan oleh pengayun jambatan, yang oleh itu mempunyai kestabilan frekuensi maksimum.

Untuk meningkatkan kepekaan dan kestabilan meter kedekatan kapasitif bukan sentuhan, diterangkan secara terperinci dalam [1], adalah dinasihatkan untuk menggunakan dielcometer kuarza.

Untuk eksperimen, unsur sensitif (sensor) dengan diameter 60 mm, serupa dengan yang digunakan dalam peranti yang dinyatakan dalam [1], diperbuat daripada getinax bersalut foil. Kapasiti sensor di ruang bebas (tanpa objek jarak rapat), diukur oleh peranti frekuensi tinggi E7-9, ternyata 2,51 pF. Dengan sensor sedemikian dan resonator kuarza di atas, rintangan elektrik yang setara bagi litar sensor resonator siri ialah 1160 ohm.

Apabila menghampiri sensor mana-mana objek - tangan, sebagai contoh, kapasitansi sensor meningkat, dan rintangan aktif bersamaan litar berkurangan. Jika kapasitansi dinaikkan sebanyak 1 pF, maka rintangan elektrik yang setara akan menjadi 732 ohm, iaitu, ia akan berkurangan sebanyak 428 ohm.

Oleh itu, sensitiviti dielcometer kepada perubahan dalam kapasiti sensor ialah 428 Ohm/pF.

Sebagai penukar sekunder dalam meter, pengayun jambatan berdasarkan satu transistor digunakan, dikuasakan oleh sel galvanik dengan voltan 1,5 V.

Peranti ini terdiri daripada jambatan pengukur, penguat voltan pada transistor VT1, pengesan pada diod VD1, VD2 dan penunjuk kedekatan, iaitu mikroammeter RA1. Dua lengan jambatan pengukur diwakili oleh separuh lilitan L1 pengubah frekuensi tinggi. Lengan ketiga - pengukur - terdiri daripada resonator kuarza ZQ1 dan sensor kapasitif SD1, dan yang keempat - contoh - perintang R1 dan R2 .

Voltan keluaran jambatan pengukur disambungkan melalui kapasitor C1 ke pangkal transistor penguat VT1. Penggulungan L2 bersama-sama dengan kapasitor C3 membentuk litar berayun selari, yang mesti ditala kepada frekuensi resonans siri resonator kuarza 300 kHz dengan memilih kapasitor C3. Pada frekuensi ini, litar mempunyai rintangan maksimum, memberikan keuntungan maksimum transistor VT1 dan memihak kepada pengujaan ayunan pada frekuensi asas resonator kuarza.

Voltan keluaran yang diperkuatkan disalurkan kepada input jambatan pengukur sebagai isyarat OS, mewujudkan keadaan untuk pengujaan ayunan diri pada frekuensi resonans siri, dan kepada input pengesan yang dibuat pada diod VD1 dan VD2 mengikut skema penggandaan.Voltan yang dikesan menyebabkan anak panah mikroammeter PA1 terpesong.

Dalam keadaan awal (apabila tiada objek dalam zon kepekaan sensor), tiada ayunan diri dan tiada voltan pada output pengesan, kerana rintangan lengan pengukur jambatan lebih besar daripada rintangan daripada yang teladan, yang ditetapkan oleh perintang penalaan R2. Jika rintangan aktif bagi pengukur dan lengan contoh jambatan adalah sama, tiada juga ayunan diri.

Pendekatan objek kepada penderia kapasitif menyebabkan peningkatan dalam kapasitinya, dan dengan itu penurunan rintangan setara. Apabila rintangan lengan pengukur jambatan menjadi kurang daripada yang contoh, ayunan sendiri akan berlaku, yang akan diperhatikan oleh mikroammeter. Perintang pemangkasan R2 mengawal sensitiviti peranti, atau, dengan kata lain, menetapkan jarak ke objek yang menghampiri yang menyebabkan ayunan diri.

Peranti boleh membetulkan pendekatan kepada sensor tangan dengan pasti pada jarak 10 cm (jarum mikroammeter menyimpang sebanyak 10 bahagian). Kepekaan peranti boleh ditingkatkan dengan meningkatkan saiz sensor, voltan bekalan, nisbah transformasi pengubah frekuensi tinggi, serta mengurangkan rintangan perintang R3 dan R4.

Mikroammeter M283K dengan arus pesongan jarum maksimum 100 μA (100 bahagian) digunakan sebagai penunjuk. Dalam eksperimen, kepekaan ditetapkan supaya apabila kapasitans sensor berubah sebanyak 1 pF, jarum mikroammeter menyimpang ke skala penuh, yang sepadan dengan perubahan dalam rintangan aktif setara litar penderia resonator daripada 1160 hingga 732 ohm, iaitu, 428 ohm (skala linear). Oleh itu, satu bahagian skala mikroammeter M283K sepadan dengan perubahan rintangan sebanyak 4,3 ohm dan kemuatan sebanyak 0,01 pF.

Kepekaan peranti boleh ditingkatkan kepada 0,001 pF setiap bahagian mikroammeter. Ini tidak termasuk gangguan rangkaian.

Penderia kapasitif bukan sentuhan dengan resonator kuarza
Rajah. Xnumx

Dengan voltan bekalan 1 5 V, penggunaan semasa ialah 0,5 mA. Transistor KT315B boleh digantikan dengan KT368B atau KT342B. Pengubah frekuensi tinggi dililit pada gelang K 10x6x2 ferit M3000NM. Untuk meningkatkan faktor kualiti litar berayun L2C3, jurang 0,9 ... 1,1 mm lebar dipotong dalam cincin, seperti yang ditunjukkan dalam rajah. 2 menggunakan cakera kasar yang digunakan dalam amalan pergigian. Jurang sangat memudahkan penggulungan gegelung pengubah.Belitan L1 mengandungi 50 pusingan dengan paip dari tengah, dan L2 - 75 pusingan. Kedua-duanya dibuat secara pukal dengan wayar PELSHO dengan diameter 0,15 mm

Kapasitor - siri KM seramik. Kapasitor C3 dipilih dalam 750...900 pF untuk memberikan frekuensi resonans 300 kHz.

Kesusasteraan:

Moskvin A. Penderia kapasitif tanpa sentuhan. - Radio, 2002, No. 10. hlm. 38, 39.
Savchenko V., Gribova L. Resonator kuarza menukarkan kuantiti bukan elektrik kepada kuantiti elektrik. - Radio, 2004, No. 2, hlm. 34-36.

Pengarang: V. Savchenko, L. Gribova, Ivanovo; Terbitan: radioradar.net

Lihat artikel lain bahagian Teknologi mengukur.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Papan kekunci Seneca Prime 05.05.2024

Papan kekunci adalah bahagian penting dalam kerja komputer harian kami. Walau bagaimanapun, salah satu masalah utama yang dihadapi pengguna ialah bunyi bising, terutamanya dalam kes model premium. Tetapi dengan papan kekunci Seneca baharu daripada Norbauer & Co, itu mungkin berubah. Seneca bukan sekadar papan kekunci, ia adalah hasil kerja pembangunan selama lima tahun untuk mencipta peranti yang ideal. Setiap aspek papan kekunci ini, daripada sifat akustik kepada ciri mekanikal, telah dipertimbangkan dengan teliti dan seimbang. Salah satu ciri utama Seneca ialah penstabil senyapnya, yang menyelesaikan masalah hingar yang biasa berlaku pada banyak papan kekunci. Di samping itu, papan kekunci menyokong pelbagai lebar kunci, menjadikannya mudah untuk mana-mana pengguna. Walaupun Seneca belum tersedia untuk pembelian, ia dijadualkan untuk dikeluarkan pada akhir musim panas. Seneca Norbauer & Co mewakili piawaian baharu dalam reka bentuk papan kekunci. dia ...>>

Balai cerap astronomi tertinggi di dunia dibuka 04.05.2024

Meneroka angkasa dan misterinya adalah tugas yang menarik perhatian ahli astronomi dari seluruh dunia. Dalam udara segar di pergunungan tinggi, jauh dari pencemaran cahaya bandar, bintang dan planet mendedahkan rahsia mereka dengan lebih jelas. Satu halaman baharu dibuka dalam sejarah astronomi dengan pembukaan balai cerap astronomi tertinggi di dunia - Balai Cerap Atacama Universiti Tokyo. Balai Cerap Atacama, yang terletak pada ketinggian 5640 meter di atas paras laut, membuka peluang baharu kepada ahli astronomi dalam kajian angkasa lepas. Tapak ini telah menjadi lokasi tertinggi untuk teleskop berasaskan darat, menyediakan penyelidik dengan alat unik untuk mengkaji gelombang inframerah di Alam Semesta. Walaupun lokasi altitud tinggi memberikan langit yang lebih jelas dan kurang gangguan dari atmosfera, membina sebuah balai cerap di atas gunung yang tinggi memberikan kesukaran dan cabaran yang besar. Walau bagaimanapun, walaupun menghadapi kesukaran, balai cerap baharu itu membuka prospek yang luas kepada ahli astronomi untuk penyelidikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Anjing kecil hidup dua kali lebih lama daripada anjing besar 23.12.2023

Ikan paus mengatasi tikus dalam umur panjang, kucing mengatasi ikan. Antara burung berbulu, wakil besar mempunyai jangka hayat yang lebih lama daripada rakan sejawatnya yang terkecil. Walau bagaimanapun, dalam dunia anjing, sebaliknya adalah benar. Kajian jangka panjang menunjukkan bahawa baka anjing kecil hidup lebih lama daripada anjing besar mereka.

Penyelidikan baharu yang diketuai oleh profesor biologi Mark Elgar dari Sekolah Sains Biologi Universiti Melbourne mengesahkan fenomena yang mengejutkan dalam dunia anjing, di mana saiz mempunyai kesan langsung pada jangka hayat mereka. Memahami corak ini membolehkan kami menjaga rakan berkaki empat kami dengan lebih baik dan menyesuaikan pendekatan kami terhadap kesihatan mereka bergantung kepada baka.

Semakin besar anjing, semakin pendek jangka hayatnya. Anjing besar seperti St. Bernards mempunyai jangka hayat 5 hingga 8 tahun, manakala baka yang lebih kecil biasanya bertahan 12 hingga 15 tahun.

Penyelidikan anjing terkini menunjukkan bahawa anjing baka besar berumur lebih cepat. Di sini anda boleh menggunakan ungkapan "anjing kecil menjadi anak anjing tua."

Para saintis menganalisis gaya hidup dan jangka hayat 74 baka anjing di Amerika Utara. Mereka mendapati bahawa anjing besar, kerana saiznya, memberi tekanan pada semua proses fisiologi, yang membawa kepada haus dan lusuh yang lebih cepat pada badan. Pakar membuat analogi dengan kereta, menyatakan bahawa kereta moden biasanya berfungsi dengan baik selama lapan atau sembilan tahun, selepas itu haus dan lusuh bermula. Kelajuan proses ini berbeza-beza antara pengeluar yang berbeza. Ia sama dengan anjing, kata ahli biologi.

Jangka hayat anjing juga dipengaruhi oleh gaya hidup mereka. Baka besar sering digunakan untuk memburu, keselamatan atau kerja polis, meningkatkan risiko kematian pramatang. Ini juga mempunyai kesan ke atas statistik keseluruhan.

Menurut data terkini, jangka hayat purata baka anjing besar adalah kira-kira 7 tahun, manakala baka kecil ialah 14 tahun.

Berita menarik lain:

▪ CD sebagai dosimeter

▪ Besi telus kepada sinaran gamma

▪ Kad AMD Radeon R3 9 285D (Tonga PRO)

▪ Samsung telah mengeluarkan telefon mudah alih pertama dengan cakera keras

▪ Sungai Nil semakin panjang

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Direktori elektronik. Pemilihan artikel

▪ pasal Tayar kereta untuk mandi musim panas. Petua untuk tuan rumah

▪ artikel Sekiranya saya menambah hogweed ke borscht? Jawapan terperinci

▪ Artikel plum Siberia. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ artikel Bahaya elektrik: nyata, khayalan dan belum diterokai. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Transistor Unijunction siri KT133. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web