微差压开关(完整版)实用资料.doc

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1、微差压开关（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）微差压开关BL-C30抗振型微差压控制器一、产品介绍 控制器采用膜片式传感器，可用于气体、液体等介质。控制器的设定值可调，调节范围102500Pa，工作压力范围00.1MPa。传感器金属材料采用镀锌不锈钢两种材料，以适合不同用户的需求。二、主要技术性能 工作粘度：110-3m2/s工作寿命：105次循环（220V?AC/6A阻性）抗振性能：10m/s2外壳防护等级：IP65额定负荷：Umax=220V AC Imax=6A（阻性） Pmax=600VA环境温度：-10+55介质温度：-10+60重复性误差：1%三、特

2、点 灵敏度高；控制值低；切换差小。四、规格l 切换差不可调差压设定值调节范围 （pa）切换差不大于 （pa）工作压力（Mpa）最大允许压力* （Mpa）开关切换次数 （次/分）压力传感器材料接口内螺纹重量 （Kg）外壳膜片10.60130.10.1510镀锌钢丁睛橡胶1/8 NPT 或与三阀组连接2.150.2501660.4002025010005550025007510.6013316L stainless steel50.2501660.40020250100055500250075注*在实际工作中两个压力口介质的短暂峰值也不能超过此值。五、设定值的调整 选用规格为2501000Pa的控

3、制器。例一差压上升至800Pa（上切换值）时发出触点信号，其操作步骤参见1.11.61.1 将控制器的传感器处于垂直位置。1.2 在高压入口输入压力信号，低压入口空接，即按压力控制器设定法进行设定。设定后最好模拟实际工况，两输入口同时输入压力信号，复检一下是否在差压设定值处动作。1.3 旋下罩盖，将电缆穿过电缆接口与微动开关上接线端子连接；电缆另一头接上指示灯或万用表1.4 将压力信号保持在800Pa处。1.5 顺时针调节设定值螺杆，使设定值由大变小，直至开关触点在800Pa处切换。1.6 改换压力信号，使压力在800Pa上下来回变化，检验触点的切换值是否为800Pa（此时下切换值应是800P

4、a减去切换差）。例二差压下降至600Pa（下切换值）发出触点信号，其操作步骤参见2.12.6。2.1同1.12.2同1.22.3同1.32.4?将压力信号保持在600Pa处。2.5逆时针调节设定值螺杆，使设定值由小变大，直至开关触点在600Pa处切换。2.6改换压力信号，使压力在600Pa上下来回变化，检验触点的下切换值是否为600Pa（此时上切换值应是600Pa加上切换差）。六、注意事项1、使用时设定值最好应位于控制器可调范围的中间部分（上限值的10%90%）。2、通断电流不能大于额定值。3、若安装在室外时，应给予足够的防护以免腐蚀性气体、剧烈变化的环境温度、太阳光照射、水渗入等。4、控制器

5、安装时应使膜片处于垂直状态。5、安装电缆时，应将电缆引入处的压紧螺母拧紧，以免电缆松动。防止水、灰等杂质的渗入。允许穿越的电缆外径为10mm12mm。七、外形及安装尺寸目录1前言 . 1 1.1课题研究的目的和意义 . 1 1.2国内外概况 . 11.3 设计思路及优缺点 . 22设计方案论证 . 3 2.1题目分析 . 3 2.2设计方案 . 32.3方案比较 . 63声光双控节能灯设计 . . 6 3.1方案二电路原理框图 . 6 3.2声控电路 . 6 3.3整流电路 . 7 3.4光控电路 .7 3.5延时电子开关电路 . 8 3. 6元件清单表 . 103.7声光控制灯的常见故障与检

6、修 . 104主要元器件介绍 . 11 4.1 驻极体话筒 . 11 4.2光敏电阻 . 13 4.3 调试 . 15 4.4 CD4011芯片的结构与原理 . 15 结束语 . . 17 参考文献 . . 181前言1.1课题研究的目的和意义研究的目的:通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了 解它的发明原理, 将平时所学习的知识运用到实验探索上, 这对提高我们的动手 能力, 创新意识, 及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。 同时我们也希望这次 的研究能够进一步地了解照明灯, 而不是仅局限与课本知识以内。 从小的突破点 入手,掌握又一项科技知识,从而实现课堂外的又一次提高 ,

7、为现代教育科学尽 一份力量!研究的意义:用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关, 只有在天黑 以后, 当有人走过楼梯通道, 发出脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮, 提 供照明, 当人们进入家门或走出公寓, 楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。 在白天, 即使有声音, 楼道灯也不会亮, 可以达到节能的目的。 声光控延时开关不仅适用 于住宅区的楼道, 而且也适用于工厂、 办公楼、 教学楼等公共场所, 它具有体积 小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点,适合于各种楼房走廊的照明设备。 降低能耗、 节约能源、 注重环保是当今世界的主潮流, 高能耗且会加剧温室效应 的白炽灯越来越不受欢迎。 继公布 “

8、欧盟后年封杀白炽灯” 的时间表后, 世界各 地陆续抛弃白炽灯已成定局,环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。节能荧光灯 VS 白炽灯,胜券在握已无悬念,但楼道照明却限制了荧光灯的 使用, 因为楼道照明是非持续性的, 有人经过才需要光亮, 而不断的开关通断会 影响荧光灯的使用寿命,所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。 1.2国内外概况由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起, 中国已经成为电光源产品的主 要输出国之一。 照明器材行业属一般性竞争行业, 是我国轻工业对外开放较早的 行业之一。 自从我国加入 WTO 后, 国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销 领域, 使得国内竞争国际化。 努力

9、增加节能光源和不同档次、 花样、 不同用途的 照明器具的开发, 加快绿色、 节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器 材行业结构调整的重点。 我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战, 而 由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。生产企业适应新标准的要求, 为各类照明场所提供相应的产品。 从国际市场 分析, 虽然我们的出口逐年大幅度增长, 但我国大部分产品在国际市场仍属中低 档水平, 去过法兰克福的人都有体会, 我们的产品与国际先进水平相比还存在较 大差距。 另外, 如果大量劣质低价产品出口, 还会遭遇反倾销诉讼, 从而影响全 行业出口,因此我们仍要大声疾呼,质量是企业的生命。

10、 我国目前已成为世界照明电器产品生产大国, 我们的目标是要成为照明电器产品生产强国, 我们与发 达国家在照明电器产品的质量、 档次、 生产工艺、 设备、 材料以及新产品开发能 力等方面均存在明显差距。 看到我们取得成绩的同时, 也能清醒地认识我们存在 的差距,才能不断地进步。据中国照明学会调查资料表示:中国目前使用节能灯的家庭有一亿户, 使用 节能灯的酒店及公共场所更是多得难以统计;全国每年单节能灯市场的总额在 120亿以上,同时每年城市化的进程在以 6%的速度增长。据国家电光源质量监 督检验中心介绍, 我国已成为世界最大的节能灯生产国和出口国, 生产的节能灯 质量逐年稳步提高。 2005年以

11、来节能灯质量抽查产量合格率达到 80%以上。消 费者使用节能灯既节能又省钱。美国、法国、荷兰、英国、意大利等国家从上世纪 90年代起,纷纷制订出 相关的扶持政策,用于推广节能灯等节能产品。仅美国环保局从 1991年开始实 施绿色照明计划以来,就投资了 10多亿美元用于推广高效照明产品。美国能源 部研究认为, 节能灯的新科技也能令公司雇员提供生产效率, 这是因为雇员能把 光效调校至他们觉得舒服的等级。 研究指出, 节能灯能减少雇员眼部疲劳和头疼 的发生率。 这也构成商业机构乐于更新换代照明系统的另一个原因。 可见节能灯 在国内外都有着重大的发展和重要的作用。1.3 设计思路及优缺点本次毕业设计中

12、我所设计的题目是“声光双控节能灯的设计” 。这是一种声 音和光照双控照明灯, 它可以广泛用于楼梯、 过道、 库房的场合。 本设计是一种 基于数字集成电路的声光双控灯的设计, 电路主要由电源电路、 信号放大整形电 路、 延时处理电路单稳态电路组成。 白天光照好, 不管过路者发出多大声音, 都 不会是灯泡发亮。 夜晚光暗, 电路的拾音器只要检测到有猝发声响, 就会自动亮 为行人照明,过几分钟后又自动熄灭,节能节电。声光双控节能灯具有体积小、 外形美观、 制作容易、 工作可靠等优点。 该设计的缺陷是电路稍显复杂, 并且该 设计在接入节能灯后, 因为节能灯不能频繁启动, 容易造成节能灯寿命减少。 节

13、能灯适合接入采用继电器作为输出器件的声光控开关。2设计方案论证2.1题目分析本电路系统对 220V 交流电压进行整流, 输出 DC9V 电压提供给声控、 光控及延 时电路,由这三部分电路控制灯泡自动亮灭。如图 2-1所示: 图 2-1 本设计系统框图2.2设计方案方案一:电路图如图 2-2所示: 图 2-2 方案一原理图原理分析:当有声音信号时, 驻极体话筒 MIC 将声音信号接收后经 VT1放大, 再经整流 电路转变为电压信号。 当有光照照在光敏电阻 RGM 上时, 其阻值变小, 对直流控 制电压衰减很大, 导致 VT2、 VT3和 R7、 VD3组成的电子开关截止。 而 C4中无电 荷,使

14、单向可控硅 MCR 处于截止状态,灯泡不亮。 结论 1有声音有光时,灯泡不亮。同理:当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻 RGM 时, RGM 阻值很大, 对直流控制电压衰减很小。 VT2、 VT3和 R7、 VD3组成的电子开关导通,使 C4充 电。由于充满电时间很迅速, C4充满电荷后通过 R8 把直流触发电压加到 MCR 控制端, MCR 导通,灯泡点亮。当 C4中电荷放至零时, MCR 回复截止状态,灯熄 灭。 结论 2有声音无光时,灯泡亮。当灯泡点亮过程中有新的声源出现时, C4会重新充电后重新放电,即重新 计算点亮时间。如果需要改变灯亮时长,只需更改 C4或者 R8的参数即可。方

15、案二 :电路图如图 2-3所示: 图 2-3 方案二原理图原理分析:声光控延时开关的电路原理图如图 2-3所示。 电路中的主要元器件是使用了 数字集成电路 CD4011,其内部含有 4个独立的与非门 D 1D 4,使电路结构简单, 工作可靠性高。当声音信号 (脚步声、掌声等 由驻极体话筒 BM 接收并转换成电信号,经 C 1耦合到 V T 的基极进行电压放大,放大的信号送到 CD4011中的与非门 D2的 2脚, R 4、 R 7是 V T 的偏置电阻, C 2是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开,即灯不亮,由光敏电阻 R G 等元件组成 光控电路, R 5和 R G 组成串联分压电

16、路,夜晚环境无光时,光敏电阻的阻值 很大, R G 两端的电压高,即为高电平期间 t =2R 8C 3, 改变 R 8或 C 3的值, 可改变延时时间, 满足不同目的。 CD4011中的 D 3和 D 4构成两级整形 电路,将方波信号进行整形。当 C 3充电到一定电平时,信号经与非门 D 3、 D 4后输出为高电平,使单向可控硅导通,电子开关闭合; C 3充满电后只向 R 8放电, 当放电到一定电平时, 经与非门 D 3、 D 4输出为低电平, 使单向可控硅截止, 电子开关断开,完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管 VD 1VD 4将 220V 交流进行桥式整流, 变成脉动直流电, 又

17、经 R 1降压, C 2滤波后即为电路的直流电源,为 BM 、 V T 、 IC 芯片等供电。2.3方案比较方案一和方案二的原理基本相同, 但方案二具有较高的灵敏性, 且所用的元 件少易于制作,我觉得方案二比较适合。3声光双控节能灯设计3.1方案二电路原理框图图 3-1 方案二原理框图该图是声光双控节能灯开关电路原理方框, 在设计过程中我们可以分析设计 部分电路。3.2声控电路当 BM 获取到声音信号后,其会转换成电信号,如图 2-3所示声控电路由传 声器 BM ,电阻器 R 2、 R 4,晶体管 V T 、电容 C 1和 CD4011中的 D 1组成。此部分电路 图如图 3-2所示: 图 3

18、-2 声控部分电路图 工作原理:话筒将声音信号转化为负极性的电信号, 但接收到的微弱信号经C 2滤波, 通过由三极管 V T 组成的放大器把微弱的信号进行放大, 其集电极输出正 极性的电信号送到 CD4011的 2脚。并通过 R 4给基极提供导通电压。3.3整流电路整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。 大多数整流电路由变压器、 整 流主电路和滤波器等组成。本次所用为单向桥式整流电路,是由电源变压器 T , 4只整流二极管 VD 1VD 4等组成。此部分电路图如图 3-3所示: 图 3-3 整流部分电路图工作原理:利用 4个二极管接成电桥使在 U l 的正负半周的电压经过两只二 极管交替导通

19、, 即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。 其中单向桥式整流电 路对电压的利用率高。在桥式整流电路中, 交流电在一个周期内有两个半波电流以相同方向通过负 载所以该整流电路输出的直流电压比半波整流电路增加一倍,即29. 0U U L3.4光控电路光控电路的核心元件为光敏电阻, 光敏电阻器又叫光感电阻, 是利用半导体 的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器; 入射光强, 电阻 减小, 入射光弱, 电阻增大。 光敏电阻器一般用于光的测量、 光的控制和光电转 换(将光的变化转换为电的变化 。在光线较暗时, 光敏电阻呈高阻态; 在光线较亮时, 光敏电阻呈低阻态, 光 敏电阻通常都工作于直

20、流或低频状态下。光控电路由光敏电阻器 R G ,电阻器 R 5和 CD4011中的 D 1组成。此部分电路图 如图 3-4所示: 图 3-4 光控部分电路图工作原理:在黑暗状态下光敏电阻 R G 呈高阻态,电路通过 R 5在光敏电阻 R G 形成高电平。当同时有声音信号时,经过 CD4011的一个与非门 D 1使后级电路工 作。 当有足够的光通量照射在光敏电阻上时, 其电阻值突然降得很低, 既光敏电 阻两边就的电压就很小,即不能形成高电平,使其后级电路不能工作。3.5延时电子开关电路延时电子开关电路它是用电路中送入的信号进行控制电路的设备。 其作用是 用送进来的信号去控制电路, 使电路达到延时

21、的效果。 声光双控电路是声、 光控 开关的组合。 它是利用驻极体话筒是否采集到声音信号, 光敏电阻感应光线的明 暗来改变信号的高低电平, 以达到控制电路输出高低电平的目的, 再利用稳压管 高电平导通的原理来控制灯泡的亮灭。 如图 2-3所示延时电子开关电路由二极管 VD 5、电容 C 3、电阻 R 8、 晶闸管 V T 和集成芯片 CD4011组成。此部分电路图如图 3-5所示:图 3-5 延时部分电路图工作原理:延时电路的设计主要由 C 3和 R 8组成。当夜晚有响声(如脚 步声、说话声等 ,驻极话筒会接收到信号并通过三极管 V T 对其进行放大之后送 到 CD4011的 1脚, 同时光敏电

22、阻这时也呈高阻态并送入 CD4011的 2脚, 经与非 关系后 3脚输出低电平, (集成芯片引脚的连接方式如图 4-3所示芯片 4脚输 出高电平使二极管 VD 5导通对 C 3充 电。最终芯片 11脚输出高电平去控制 晶闸管导通点亮灯泡 L 。在此期间同时通 过 VD 5对 C 3快 速充电,充电电流 大, 充电时间很短, 快速将 C 3上电压充满, C 3上所得的电压经 R 8对晶闸管 V T 的 T 、 K 级慢慢放电,此时就算没有响声灯泡仍然点亮,直到 C 3上的电放完,可控硅截 止灯泡熄灭等待下一次触发。 3. 6元件清单表 3.7声光控制灯的常见故障与检修 晚上声音小时声光控制灯不亮

23、,当声音很大时灯才亮。这是声音输入电 路灵敏度降低所致, 其原因有话筒 BM 灵敏度降低、 电容 C 1容量减小、 三极管 V T 、 电阻 R2、 R4等元件的参数改变造成的。检修时,可适当减小 R2的阻值以提高 BM 的灵敏度。增大 R4和减小 R5的阻值,降低三极管 V T 的静态工作点,用一个 等值电容与 C 1并联,观察效果是否改善等方法,提高声输入电路的灵敏度。 晚上声光控制灯不时的发光, 这一般是声信号输入电路灵敏度太高所致。 检修时,对该部分电路的元件作与上相反地调整。 白天有声音时声光控制灯便亮。这是光信号输入电路的故障。检修时, 检查光敏电阻 RG 是否接收光线不足,可采用

24、清除光敏电阻出的灰尘,检查光敏 电阻的位置是否正确,光敏电阻是否开路,适当增大 R5的电阻,降低与非门 D2的 1端输入电平的办法加以解决。 晚上有声音也不亮。其原因是声信号输入电路在有声音时不能输出高电 平,光信号输入电路输出低电平,集成电路 CD4011损坏造成的。检修时,在有 声音时测量与非门 D2的 2端是否为高电平, 在无光时测量与非门 D2的 1端是否 为高电平, 若不是高电平说明故障在相应的输入电路, 若是高电平应检查集成电路 CD4011的逻辑关系是否正确。 白天晚上声光控制灯长亮。 其原因一般是晶闸管 100-6被击穿, 检修时, 断电后用万用表的电阻挡测量 T 的两个阳极之

25、间的电阻,若在 1K 以下,则说 明晶闸管已经被击穿,应更换。 灯亮的延时时间不合适。若灯亮的延时时间缩短了,有可能是电容 C3漏电或者是容量减小所致, 可用一只相同的电容尝试。 若嫌延时时间不够, 可适 当增大电阻 R8的阻值,或者增大电容 C3的容量。反之,减小电阻 R8或者电容 C3的数值。4主要元器件介绍4.1 驻极体话筒话筒又称传声器,一种电声器材,属传声器,是声电转换的换能器,通过声波作用到电声元件上产生电压,再转为电能驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点,广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高,所以要在这种话筒

26、外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器,为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压电荷的公式是 Q =CV, 反之 V =Q/C也是成立的。 驻极体总的电荷量是不变, 当极板 在声波压力下后退时, 电容 量减小, 电容两极间的电压就会成反比 的升高, 反之电容量增加时电容两 极间的 电压就 会成反 比的降低 。最后 再通过 阻抗非 常高的 场效应 将电容 两端的电压取 出来,同时进行放大,我们就可以得到和声音对应的电压了 。 由于场效应管 时有源器件,需要一定的偏置 和电流才可以工作在放大状态 , 因此,驻极体 话筒都要加一个直流偏置才能工 作。 图 4-1驻极体 话筒结构图高分子极化膜在生产

27、时就注入了一定的永久电荷 (Q,由于没有放电回路, 这个电荷量是不变的, 在声波的作用下, 极化膜随着声音震动, 因此和背极的距 离也跟着变化,也就是锁极化膜和背极间的电容是随声波变化。驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。 声电转换的关键元件是驻 极体振动膜。 它是一片极薄的塑料膜片, 在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。 然后 再经过高压电场驻极后, 两面分别驻有异性电荷。 膜片的蒸金面向外, 与金属外 壳相连通。 膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。 这样, 蒸金膜 与金属极板之间就形成一个电容。 当驻极体膜片遇到声波振动时, 引起电容两端 的电场发生变化, 从而产生了随声波变

28、化而变化的交变电压。 驻极体膜片与金属 极板之间的电容量比较小,一般为几十 PF 。因而它的输出阻抗值很高,约几十 兆欧以上。 这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。 所以在话筒内接入 一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、 噪声系数低。普通场效应管有源极 (S、栅极 (G和漏极 (D三个极。这里使用的 是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。 接二极管的目的是在 场效应管受强信号冲击时起保护作用。 场效应管的栅极接金属极板。 这样, 驻极 体话筒的输出线便有三根。即源极 S ,一般用蓝色塑线,漏极 D ,一般用红色塑 料线和连接金属外壳的编织

29、屏蔽线。驻极体话筒与电路的接法有两种:源极输出与漏极输出。 源极输出类似晶体 三极管的射极输出。 需用三根引出线。 漏极 D 接电源正极。 源极 S 与地之间接一电阻 Rs 来提供源极电压,信号由源极经电容 C 输出。编织线接地起屏蔽作用。 源极输出的输出阻抗小于 2k ,电路比较稳定,动态范围大。但输出信号比漏极 输出小。漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。只需两根引出线。漏极 D 与电源正极间接一漏极电阻 RD ,信号由漏极 D 经电容 C 输出。源极 S 与编织线 一起接地。 漏极输出有电压增益, 因而话筒灵敏度比源极输出时要高, 但电路动 态范围略小。Rs 和 RD 的大小要根据电源

30、电压大小来决定。 一般可在 2. 25. 1k 间选用。 例如电源电压为 6V 时, Rs 为 4. 7k , RD 为 2。 2k 。图 3输出电路中,若电源为 正极接地时,只须将 D 、 S 对换一下,仍可成为源、漏极输出。一声控电路前置 放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法,最后要说明一 点, 不管是源极输出或漏极输出, 驻极体话筒必须提供直流电压才能工作, 因为 它内部装有场效应管。 关于驻极体电容式话筒的检测方法是:首先检查引脚有无 断线情况, 然后检测驻极体电容式话筒。 驻极体话筒体积小, 结构简单, 电声性 能好, 价格低廉, 应用非常广泛。 驻极体话筒的内部结

31、构如图所示。 由声电转换 系统和场效应管两部分组成。 它的电路的接法有两种:源极输出和漏极输出。 源 极输出有三根引出线, 漏极 D 接电源正极, 源极 S 经电阻接地, 再经一电容作信 号输出; 漏极输出有两根引出线, 漏极 D 经一电阻接至电源正极, 再经一电容作 信号输出, 源极 S 直接接地。 所以, 在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性 的判别。在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管, 因而可利用二极管的正反向 电阻特性来判别驻极体话筒的漏极 D 和源极 S 。将万用表拨至 R 1k档,黑表 笔接任一极, 红表笔接另一极。 再对调两表笔, 比较两次测量结果, 阻值较小时, 黑表笔

32、接的是源极,红表笔接的是漏极。4.2光敏电阻 光敏电阻又称光导管, 常用的制作材料为硫化镉, 另外还有硒、 硫化铝、 硫 化铅和硫化铋等材料。 这些制作材料具有在特定波长的光照射下, 其阻值迅速减 小的特性。 这是由于光照产生的载流子都参与导电, 在外加电场的作用下作漂移 运动, 电子奔向电源的正极, 空穴奔向电源的负极, 从而使光敏电阻器的阻值迅 速下降。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而 改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用 于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化 。常用的光敏 电阻器硫化镉光敏电阻器, 它是

33、由半导体材料制成的。 光敏电阻器的阻值随入射 光线(可见光的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值(暗阻可达 1 10M 欧 , 在强光条件(100LX 下,它阻值(亮阻仅有几百至数千欧姆。光敏电 阻器对光的敏感性(即光谱特性与人眼对可见光(0.40.76 m 的响应很 接近, 只要人眼可感受的光, 都会引起它的阻值变化。 设计光控电路时, 都用白 炽灯泡(小电珠光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。通常,光敏电 阻器都制成薄片结构, 以便吸收更多的光能。 当它受到光的照射时, 半导体片 (光 敏层 内就激发出电子空穴对, 参与导电, 使电路中电流增强。 光敏电阻器通 常由光敏层、 玻璃基

34、片 (或树脂防潮膜 和电极等组成。 光敏电阻器在电路中用 字母“ R ”或“ RL ” 、 “ RG ”表示。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等, 用于探测紫外线。红外光敏电阻器:主要有硫化铅、 碲化铅、 硒化铅。 锑化铟等光敏电阻器, 广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱,红外通 信等国防、科学研究和工农业生产中。可见光光敏电阻器:包括硒、 硫化镉、 硒化镉、 碲化镉、 砷化镓、 硅、 锗、 硫化锌光敏电阻器等。 主要用于各种光电控制系统, 如光电自动开关门户, 航标 灯、 路灯和其他照明系统

35、的自动亮灭, 自动给水和自动停水装置, 机械上的自动 保护装置和“位置检测器” ,极薄零件的厚度检测器,照相机自动曝光装置,光 电计数器,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。 在半导体光敏材料两端装上电极引 线, 将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻, 为了增加灵敏度, 两电极 常做成梳状。 在黑暗环境里, 它的电阻值很高, 当受到光照时, 只要光子能量大 于半导体材料的禁带宽度,则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导 带, 并在价带中产生一个带正电荷的空穴, 这种由光照产生的电子空穴对了半导体材料中载流子的数目, 使其电阻率变小, 从而造成光敏电阻

36、阻值下降。 光照 愈强, 阻值愈低。 入射光消失后, 由光子激发产生的电子空穴对将复合, 光敏 电阻的阻值也就恢复原值。 在光敏电阻两端的金属电极加上电压, 其中便有电流 通过,受到波长的光线照射时,电流就会随光强的而变大,从而实现光电转换。 光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件, 使用时既可加直流电压, 也加交流电 压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。4.3 调试实际调试; 将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍, 不要有错焊、 漏焊、 短路等现象发生。 通电后, 人体不允许接触电路板的任一部分, 防止触电, 注意 安全。 如用万用表检测时。 将万需表两表笔接触电路板相应

37、处即可。 本电路调试 时请先将光敏电阻的光挡住。 将 AB 分别接在电灯的开关位上, 用手轻拍驻极体。 这时灯应亮, 若用光照射光敏电阻, 再用手重拍驻极体,这时灯不亮。 说明光敏 电阻完好, 这时表示制作成功。 若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现 象。4.4 CD4011芯片的结构与原理CD4011BC是一个集四个 2输入与非门电路为一体的芯片, 其外部结构如 图 4-2所示。图 4-2 CD4011芯片封装图CD4001BC 和 CD4011BC 四门是整体的补充 MOS(CMOS集成电路以 N-和 P-channel 增强模式晶体管。 他们有同样的源与汇电流能力和符合标准系列输出

38、 驱动。 这个装置也有缓冲输出大大提高传递特性提供非常高的增益。 所有的输入 是防静电放电和二极管对 V DD 和说明。这个系列的逻辑门用磷和氮频道增强模式 在一个单一的整体结构的装置。 使用他们主要是为了节省功率耗散和有较高的抗 噪能力。CD4011芯片内部结构如图 4-3所示。 图 4-3 CD4011的内部结构图CD4011的功能:四个 2为输入与非门 CMOS 芯片。 电源电压范围:3V 15V功耗:700mW (普通封装 ; 500mW (小外形封装 工作温度范围:CD4011BM -55 +125、 CD4011BC -40 +85逻辑表达式为:ABY结束语本次设计的原理清晰, 设

39、计性能指标的灵敏度基本达到设计的要求。 在整个 设计过程中, 本着节约的精神, 我用的都是简单廉价的元器件, 降低了系统成本。 本次的声光双控节能灯的设计, 我学到了很多以前专业课上没学过的东西, 或者 说是弥补了以前专业课所学过而遗忘了的知识! 锻炼了我主动学习的能力、 与他 人合作的能力。 还可以从各种渠道获得一定的资料共同加以研究学习, 通过自己 的独立动手, 老师和同学的耐心指导下, 让我学会了分析电路、 设计电路的步骤 以及计算机辅助作图等, 提高了我的综合学习能力。 而在中国这个高速发展的国 家, 只有不断更新自己, 不断的吸取知识的精华, 才能在这现实而又充满排挤的 社会上生存下

40、来! 在这次的设计中, 我发觉自己还很弱,还得不断的充电, 以使 自己的能力再有所提高参考文献【 1】康华光; 电子技术基础数字部分(第四版北京,高等教育出版社出版, 2006 【 2】彭介华; 电子技术课程设计指导北京,高等教育出版社, 2006【 3】杨旭东,刘行景,杨兴瑶; 实用电子电路精选化学工业出版社, 2007【 4】华成英; 电子技术北京;中央广播电视大学出版社, 2006【 5】童诗白; 模拟电子技术基础清华大学电子学教研组编,第三版,北京;高等教育出 版社, 2004【 6】康华光,陈大钦.电子技术基础(模拟部分 (第四版 M.北京:高等教育出版社, 1999【 7】何希才.

41、新型电子电路应用实例 M.北京:科学出版社, 2005【 8】李瀚荪.电路分析基础(第 3版 M.北京:高等教育出版社, 1993【 9】夏路易,石宗义.电路原理图与电路板设计教程 PROTEUS M.北京:北京希望电子 出版社, 2002【 10】索明何 , 王立刚 , 饶运涛 . 基于 555定时器的声光双控照明灯设计 J. 科技信息 (科学教研 , 2021(10【 11】 马鸿洋 . 光控照明灯的制作 J. 大学物理实验 , 2003,(01【 14】张伟福 袁素兰等电子节能灯 1995(6【 15】张怀浚 节能灯综述 1992(1【 16】荐玉奎 , 吴克 . 巧用声光控开关演示光敏

42、电阻特性 J.物理实验 ,2005,(6.相关资料【简要说明】 一、 产品特色：白天不亮，夜晚有轻微的开门声（或脚步声）时点亮，15秒左右熄灭，节约电能二、产品用途：在客厅使用，夜晚回到家时打开房门就亮，倍感温馨，更避免了在黑暗中摸找开关开灯的不便；产品也可在车库、储物间、店铺使用，能同时起到防盗的作用（小偷在敲撬门窗时自动点亮，让贼以为家中有人，吓跑小偷）三、电子小礼品：组装好的产品，赠送老师、同学、家长、亲友，展示您的学习成果，享受成功和使用的乐趣四、套件实验目的：1.认识电子元件：有电阻、电容、二极管、光敏管、话筒、可控硅、数字集成电路等；2.数字电路、声、光控电路、延时电路等；3.培养

43、动手能力。该套件安装方便、工作稳定、免调试。选用CD4011为延时电路，电压150V-275V，控制功率10W-60W(可控硅可以换大3A、6A，则功率曾大)。使用于仓库、楼梯过道、走廊、地下室.等地方。 本套件供电220V安装好使用的时候，请注意安全。延时声光控节电开关电路图 此开关白天控制灯不亮，晚上有声音自动点亮，延时一段时间自动关断。将它安装在过道、厕所走廊等需要自动照明的地方，不仅方便实用，又有显著的节能效果。 工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过R7限流、D2、C3稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。R4、RG组成分压电路，白天由于光照RG阻值变小，YFA1脚电位 被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA3脚输出为高电