簡單實(shí)用的人體接近探測器,Capacitance probe

關(guān)鍵字：接近探測器制作,接近探測電路

圖中的集成運(yùn)放、門電路、阻容元件構(gòu)成人體接近探測器電路，其中反向器Ｔ１、１ＭＨｚ晶振及阻容元件組成１ＭＨｚ振蕩器，振蕩信號經(jīng)Ｔ２整形輸出方波信號。用一塊２５ｃｍ2的敷銅板構(gòu)成感應(yīng)器，當(dāng)人體靠近敷銅板時(shí)，人體相當(dāng)于另一極板，會產(chǎn)生隨人體靠近而增大的電容，容量為２～６ｐＦ。這一電容增量會使后面的ＩＣ３輸出脈沖占空比與電容增量成比例的脈沖信號。Ｔ２輸出的方波一路經(jīng)Ｒ３輸入比較器ＩＣ１Ｂ，放大后加至異或門ＩＣ３的一個(gè)輸入端；另一路先經(jīng)Ｒ１、Ｃ１延時(shí)，再由比較器ＩＣ１Ａ放大后加至異或門ＩＣ３的另一輸入端，從而使異或門ＩＣ３輸出的方波信號的占空比正比于輸入電路中Ｒ１Ｃ１的延時(shí)，再經(jīng)Ｒ６、Ｃ４濾波后產(chǎn)生與人體接近距離成比例的直流電壓。
在實(shí)際使用中，ＩＣ１比較器自身傳輸延時(shí)的微小變化可能會掩蓋電容Ｃ１的微小變化，因此本電路采用具有相同特性參數(shù)的雙比較器電路，它能分辨納秒以下的時(shí)間差，還能將自身的傳輸延時(shí)及失調(diào)電壓、溫度漂移等的影響抵消，從而使ＴＰ點(diǎn)輸出信號電壓僅正比于Ｒ１、Ｃ１的延時(shí)。
圖中電容Ｃ１實(shí)際包括一個(gè)３３ｐＦ固定電容、２５ｃｍ2感應(yīng)板對地電容和同軸電纜輸入電容三部分，在無人接近探測器時(shí)，上述三種電容并聯(lián)之和約為４８ｐＦ，它將產(chǎn)生０．６９Ｒ1Ｃ1＝１６．５ｎｓ的固定延時(shí)；當(dāng)有人靠近感應(yīng)板時(shí)，電容增至５０～５４ｐＦ，它將產(chǎn)生１７．３～１８．６ｎｓ的延時(shí)，兩路方波的時(shí)間差為０．８～２．１ｎｓ，對能分辨納秒以下時(shí)間差的雙比較器而言，是能夠保證所需的轉(zhuǎn)換靈敏度的。
運(yùn)放ＩＣ２Ａ的作用是對ＴＰ點(diǎn)的直流電壓提供偏置并放大，調(diào)整電位器Ｒ１１可以設(shè)定對應(yīng)于人體接近感應(yīng)板不同距離的門限值。運(yùn)放ＩＣ２Ｂ及功率放大管Ｑ１構(gòu)成滯回比較器，將ＩＣ２Ａ輸出電壓放大，通過Ｒ１４的正反饋可保證Ｑ１迅速可靠導(dǎo)通，點(diǎn)亮ＬＥＤ。若把ＬＥＤ換成繼電器，當(dāng)人體接近時(shí)，繼電器動作，可控制其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)各種自動控制功能。