经济型安全传感器。方案、说明

经济型安全传感器。无线电电子电气工程百科全书

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安防系统最重要的特性是其待机模式下的能耗。图 1 显示了一种经济型安全传感器的示意图，该传感器在触摸受控对象 (CP) 时会产生警报信号。 XNUMX. 受控对象可以是门锁等。

（点击放大）

传感器响应的交流电压发生器是一个连接到交流网络的 C6C7 电容分压器。阈值器件（元件 DD1.1）输入端的电压取决于电路 C6C7R10R2C1R1Ckp 中出现的电流，其中 Cp 是连接到 KP 的电容。电阻R1和电容C1衰减高频干扰。

在待机状态下，变速箱自身容量较小。在这种情况下，流过 R1 的电流必须很小，以使元件 DD1.1 输入端的电压小于开关阈值。当你触摸变速箱时，它的容量会增加，电流也会增加。如果 DD1.1 输入端的电压超过开关阈值，则 DD1.1 元件的输出端将出现一系列矩形脉冲，频率为 50 Hz。计数器 DD2 对这些脉冲的下降进行计数，并在 28 秒后在其输出 9（第 5,12 位数字的输出）处生成一个高电平信号，该信号将打开压电警报器 HA1。

该设备包含一个次低频发生器（元件 DD1.2-DD1.4），其输出产生持续时间为 2 ms、重复周期为 10 s 的脉冲。这些脉冲到达计数器 DD2 的 R 输入，并定期将其返回到原始零状态。因此，无论如何，传感器报警的持续时间都不会超过5秒。但如果继续触摸控制面板，警报信号将会重复。

选择的 5 秒时间对于习惯于用钥匙快速开门的主人来说应该足够了，但对于自带万能钥匙的人来说不太可能足够。当然，可以通过将电阻器R7切换到计数器DD2的另一个输出来改变该时间。

传感器在待机模式下的高效率是由电阻R6保证的，它将微电路的电源电压降低到3,5...4 V。只有这样的电源，器件消耗的电流（主要是传感器的通过电流）次低频发生器中的瞬态模式）降低至 15 μA。

该装置的印刷电路板由两面贴箔的玻璃纤维层压板制成，厚度为 1,5 毫米（图 2）。

经济型安全传感器

部件下方的箔片仅用作传感器的公共电线 - 从电容器、电阻器等端子到传感器的连接显示为黑色方块。安装前将引脚 7 DD1 和 8 DD2 弯向一侧。中心有亮点的方块显示了跳线的位置，该跳线穿过电路板并将电容器 C4 和 C5 的负极端子连接到公共金属箔。在导体穿过箔片的地方，应蚀刻直径为 1,5 ... 2 mm 的保护圈。晶体管VT2安装在DD2芯片上方，在此之前，其结论应该是弯曲的。

器件中几乎所有电阻器均为 MLT-0,125 (R4 - KIM-0,125)。电容器 C1 - KM-6、C2 - K10-176、C3 - KM-5、C4 和 C5 - 任何合适尺寸的氧化物电容器。 K6-7-N15-5 kV 型电容器 C70 和 C1.6 安装在标准或特制的电源插头中，该电源插头通过所需长度的柔性安装线连接到电路板。

传感器灵敏度较高，因此BC的固有电容不能太大。否则，传感器将依靠其自身的电容进行工作，并且需要降低其灵敏度。这可以通过使用较小的电阻器 R2 和（或）较大的电容器 C1 来完成。通过一个小电容器 (2...3 pF) 将传感器的输入连接到 CP，可以稍微降低传感器的灵敏度（10...50 倍）。尽管CP内部的大电容无论如何都会减少有用信号。

传感器安装在受控对象附近。连接到控制面板的导线长度不应超过 30...50 厘米。

电源可以是任何能够提供警报器消耗的电流的 6 伏电池。该传感器可以操作几乎所有标称 12 伏压电警报器：几乎所有警报器都保留足够的声功率，同时显着降低电源电压。即使使用 10 伏电源，AS-6 警报器的声音也相当响亮；在此模式下消耗的电流为 80...90 mA。

待机电流为 15 µA 时，电源电池的使用寿命将由其自放电决定。传感器配备 1400 mAh 锂电池，您无需担心数年的供电问题。例如，DL223A（尺寸19,5x39x36 mm）和DL245（17x45x34 mm）电池就具有此容量。

读者可能会有一个疑问，既然传感器的正常运行需要来自电源的 50 Hz 信号，为什么不通过电源为传感器本身供电呢？因为，首先，安全系统不应依赖于受保护对象的电源，可以将其移除以解除其保护。

当电源关闭时，电容传感器分压器输出处的信号电平将降低，但不会为零。即使其两线断开（并且开关通常仅断开一根线），沿平行线的拾取幅度对于具有高输入阻抗的传感器来说可能是足够的。当然，尽管如此，没有什么可以阻止我们在这种情况下自动打开自主发电机（将其插入来自电容分压器的电线的间隙中）。

最后，关于“引导”50 Hz 传感器。传感器和电网之间似乎不需要任何特殊的接触：只需触摸超声波发声器的输入端就足以在其输出端出现拾取信号。但是，这种在实验室工作台上工作得很好、配备电池电源并安装在需要的地方的传感器工作极不稳定，而且更多的时候根本不工作。原因很简单 - 在实验室工作台上，当传感器连接到网络（！）电源时，它通过网络变压器的绕组间电容连接到电网，但对于自主电源，则没有这种连接。在所描述的设计中，这种连接是通过电容分压器明确引入的。

电阻器 R1 和 P10 的额定功率必须至少为 0,25 W。为了避免电阻器表面发生电击穿，这是必要的。

作者：Yu.Vinogradov，莫斯科

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