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電容式接近開(kāi)關(guān)及其應用
作者：
時(shí)間：2012-01-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 系統組成及設計過(guò)程
系統組成框圖如圖3所示，從框圖可以看出控制信號的流程：當人或其它物體接近電容式接近開(kāi)關(guān)時(shí)，等效電容的容量值會(huì )發(fā)生變化，從而改變LC振蕩器的振蕩頻率，F/V電路將LC振蕩器輸出的頻率量轉化成電壓量后，交給信號處理電路，該部分將電壓信號進(jìn)行一系列的處理（包括：放大、整形等）后傳給開(kāi)關(guān)量變換電路，開(kāi)關(guān)量轉換電路實(shí)際上是A/D轉換器，它將模擬電壓轉換為數字量，水龍頭控制電路由開(kāi)關(guān)量轉換電路的輸出量控制，它產(chǎn)生控制信號控制水龍頭的開(kāi)與關(guān)。本系統設計成當人接近水龍頭一定距離時(shí)，水龍頭自動(dòng)開(kāi)啟，離開(kāi)一定距離后水龍頭自動(dòng)關(guān)閉。
圖3 控制系統組成框圖
3．1部分關(guān)鍵電路介紹振蕩電路與F/V變換電路及信號處理部分
連線(xiàn)圖如圖4所示，由555定時(shí)器組成的振蕩器，它的振蕩頻率為：f=1/0．69*（R1+2*R2）*（C//CT），C就是電容式接近開(kāi)關(guān)的等效電容值，CT為頻率調節電容，通過(guò)C的變化從而使振蕩頻率變化，將此種變化傳給F/V電路，引起F/V電路的輸出電壓變化。由鎖相環(huán)CD4046組成的F/V變換電路將頻率值變成電壓值后，經(jīng)精密運放OP-07線(xiàn)性放大后輸入到開(kāi)關(guān)量轉換器（A/D轉換器）的輸入端。
圖4 振蕩電路與F/V部分及信號處理電路連線(xiàn)圖
A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號后，輸入到水龍頭控制電路的輸入端，由水龍水控制電路控制水龍頭的開(kāi)與關(guān)，這些電路簡(jiǎn)單，這里限于篇幅，不作介紹。
3．2 系統安裝要求
安裝要求示意圖如圖5所示，圖中S1表示檢測面與支架的間距，要求≥1Sn，S2表示檢測面與背景的間距，要求≥3Sn，S3表示并列安裝間距，要求≥5Sn，S4表示檢測面與側壁的間距，要求≥3Sn。（Sn為電容式接近開(kāi)關(guān)的標準檢測距離）
圖5 系統安裝尺寸圖
4 結 束 語(yǔ)
由于本系統可利用電容式接近開(kāi)關(guān)的感應靈敏度可以調節的特點(diǎn)，所以可以方便地選人控制水龍頭開(kāi)與關(guān)的距離。它的實(shí)用性、可操作性很強。由于選用的都是優(yōu)質(zhì)器件，它的性能價(jià)格比高，并且具有通用性（只要改變被控制對象，再作必要的設置，就能變?yōu)槠渌墓δ茈娐罚?。它己被做成了產(chǎn)品，正在批量生產(chǎn)。從目前使用的情況看，效果良好，性能穩定。當然，由于開(kāi)發(fā)時(shí)間倉促，系統設計還有不少需要完善的地方。不管怎樣，它被推廣使用的價(jià)值很高。
參 考 文 獻
1．閻 石： 數字電子電路[M] 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社 1993
2．謝自美： 電子線(xiàn)路設計、實(shí)驗、測試[M] 武漢：華中理工大學(xué)出版社 2000
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