电容式接近开关及其应用
系统组成框图如图3所示,从框图可以看出控制信号的流程:当人或其它物体接近电容式接近开关时,等效电容的容量值会发生变化,从而改变LC振荡器的振荡频率,F/V电路将LC振荡器输出的频率量转化成电压量后,交给信号处理电路,该部分将电压信号进行一系列的处理(包括:放大、整形等)后传给开关量变换电路,开关量转换电路实际上是A/D转换器,它将模拟电压转换为数字量,水龙头控制电路由开关量转换电路的输出量控制,它产生控制信号控制水龙头的开与关。本系统设计成当人接近水龙头一定距离时,水龙头自动开启,离开一定距离后水龙头自动关闭。

3.1部分关键电路介绍振荡电路与F/V变换电路及信号处理部分
连线图如图4所示,由555定时器组成的振荡器,它的振荡频率为:f=1/0.69*(R1+2*R2)*(C//CT),C就是电容式接近开关的等效电容值,CT为频率调节电容,通过C的变化从而使振荡频率变化,将此种变化传给F/V电路,引起F/V电路的输出电压变化。由锁相环CD4046组成的F/V变换电路将频率值变成电压值后,经精密运放OP-07线性放大后输入到开关量转换器(A/D转换器)的输入端。

A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后,输入到水龙头控制电路的输入端,由水龙水控制电路控制水龙头的开与关,这些电路简单,这里限于篇幅,不作介绍。
3.2 系统安装要求
安装要求示意图如图5所示,图中S1表示检测面与支架的间距,要求≥1Sn,S2表示检测面与背景的间距,要求≥3Sn,S3表示并列安装间距,要求≥5Sn,S4表示检测面与侧壁的间距,要求≥3Sn。(Sn为电容式接近开关的标准检测距离)

4 结 束 语
由于本系统可利用电容式接近开关的感应灵敏度可以调节的特点,所以可以方便地选人控制水龙头开与关的距离。它的实用性、可操作性很强。由于选用的都是优质器件,它的性能价格比高,并且具有通用性(只要改变被控制对象,再作必要的设置,就能变为其它的功能电路)。它己被做成了产品,正在批量生产。从目前使用的情况看,效果良好,性能稳定。当然,由于开发时间仓促,系统设计还有不少需要完善的地方。不管怎样,它被推广使用的价值很高。
参 考 文 献
1.阎 石: 数字电子电路[M] 北京:中央广播电视大学出版社 1993
2.谢自美: 电子线路设计、实验、测试[M] 武汉:华中理工大学出版社 2000
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