p+f傳感器的介紹將實際中的力、聲、光、溫度、濕度等非電量轉化為電量的媒介，也可以這么說傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

p+f倍加福傳感器的作用現在的信息技術發展革命，用人自身感覺器官既無法得到準確的數據，同時對很多無法用器官感測的事物不得不望而止步，而傳感器就是一種代替人的感覺器官來獲取信息、數據的媒介。在工業生產中，對于高精密的產品要接助各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或*狀態，并使產品達到的質量。因此可以說，沒有眾多的優良的傳感器，現代化生產也就失去了基礎。在醫學中，借助傳感器能夠更好分析病因，得到一個好的治療方案。在科研究中，傳感器更具有突出的地位。許多領域人的感官還有簡易的傳感器根本無法得到的數據，必須借助高精密的傳感器來實現分析測量。例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到cm的粒子世界，縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化，短到s的瞬間反應。此外，還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種技術研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、*磁場、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高

靈敏度的檢測傳感器的出現，往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發展，往往是一些邊緣學科開發的。

p+f倍加福傳感器的分類根據不同的觀點對傳感器進行分類，可將它們的轉換原理（傳感器工作的基本物理或化學效應）它們的用途、它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等進行分類。根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類。傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，如電阻式傳感器、電感式傳感器、壓阻式傳感器、溫度傳感器等，被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，如氣敏傳感器。

p+f倍加福傳感器的特性傳感器的特性是指傳感器的輸入量和輸出量之間的對應關系。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態特性和動態特性。靜態特性是指輸入不隨時間而變化的特性，它表示傳感器在被測量各個值處于穩定狀態下輸入輸出的關系。動態特性是指輸入隨時間而變化的特性，它表示傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。一般來說，傳感器的輸入和輸出關系可用微分方程來描述。理論上，將微分方程中的一階及以上的微分項取為零時，即可得到靜態特性。因此傳感器的靜特性是其動特性的一個特例。傳感器除了描述輸入與輸出量之間的關系特性外，還有與使用條件、使用環境、使用要求等有關的特性。

p+f倍加福傳感器光敏傳感器光傳感器是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產量zui多、應用zui廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術中占有非常重要的地位。光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光

p+f倍加福傳感器的介紹電耦合器、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。1.4.1光敏電阻的結構與原理光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內光電效應。光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。光敏電阻的符號如圖1-1所示。圖1-1光敏電阻構成與原理：用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。在黑暗環境里，它的電阻值很高，通常大于1MΩ。當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子—空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發產生的電子—空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。光電特性：在光敏電阻兩級電壓固定不變時，光照度與電阻及電流間的關系稱為光電特性，光電特性曲線如光敏電阻特性曲線光敏傳感器聲光控開關的設計2光敏傳感器聲光控開關的設計2.1聲光控制結構框圖聲光控開關節能燈控制電路方框如圖2-1所示：聲音信號MIC光敏電阻與非門控制電路延時電路整流電路電子開關圖2-1聲光控開關節能燈控制電路方框圖2.2整機電路組成和各部分作用聲光控開關節能燈電路由電源電路、聲控電路、光控電路、延時電子開關電路四大部分組成。

1.電源電路它是給電路提供能源的設備，其作用是給電路提供電源，使電路能正常的工作。常用的電路有：半波整流、全波整流、橋式整流、而常用的電源電路使用的是橋式整流電路為主要電源電路部分。

p+f倍加福傳感器2光敏傳感器聲光控開關的設計

2.2.2聲控電路聲控電路它是用聲音控制電路的設備，其作用是把送入的聲波轉換為電信號，從而用這種信號去控制所需要的電器設備。常用的電路有：小信號放大電路、聲波控制電路等。而常用的聲控電路使用的是聲波控制電路為主要的聲控電路部分。

2.2.3光控電路光控電路它是用外來的光源來控制電路的設備。其作用是把外來送入的光源轉換電信號，從而用這種信號去控制所需要的電器設備。常用的電路有：發光器件電路、光敏器件電路和光電顯示器件電路。而常用的光控電路使用的光敏器件電路為主要的光控電路部分。2.2.4延時電子開關電路延時電子開關電路它是用電路中送入的信號進行控制電路的設備。其作用是用送入來的信號去控制電路，使電路達到延時的效果。常用的延時電路有按鍵延時電路、感應延時電路、開關控制延時電路、光控延時電路、聲光雙控延時電路等。而本電路延時電子開關電路使用主要的電路為聲光雙控延時電路部分。聲光雙控電路是聲、光控開關的組合。它是利用駐極體話筒是否采集到聲音信號，光敏電阻感應光線的明暗來改變信號的高低電平，以達到控制電路輸出高低電平的目的，再利用穩壓管高電平導通的原理來控制燈泡的亮滅。

p+f倍加福傳感器3聲光控單元電路的設計3.1電源電路的設計本次聲光控開關設計是為日常生活中所能實際應用而設計，所以采用交流電源220V為整個電路供電3.2整流電路的設計整流電路把交流電能轉換為直流電能的電路。大多數整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調速、發電機的勵磁調節、電解、電鍍等領域得到廣泛應用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成整流電路是電力電子電路中zui早出現的一種，它將交流電變為直流電，應用十分廣泛。全波整流的輸出是交流輸入電壓的0.9倍，效率高，直流電壓平穩。能充分利用變壓器的功率。半波整流輸出是交流輸入的0.45倍，效率低。在負載電流較小的場-5-合也可用半波整流。根據電壓的充分利用整流電路選用單向橋式整流電路。單向橋式整流電路是由電源變壓器T，4只整流二極管VD1～VD4和負載RL組成。電路圖如2-1圖所示。圖3-1橋式整流電路原理圖工作原理：利用4個二極管接成電橋使在U2的正負半周的電壓經過兩只二極管交替導通，即在負載上形成了單方向的全波脈沖電壓。其中單向橋式整流電路對電壓的利用率高。在橋式整流電路中，交流電在一個周期內有兩個半波電流以相同方向通過負載所以該整流電路輸出的直流電壓比半波整流電路增加一倍，即UL=0.9U2根據歐姆定律可求出負載上的直流電流IL，即IL=0.9U2RL-6-3聲光控單元電路設計3.3聲控電路的原理因為要有聲音的接收媒介，則選擇MIC做為接收信號源，工作原理：話筒將聲音信號轉化為負極性的電信號。聲控電路通過聲音信號控制可控硅C106M的導通狀態，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發器，電源部分通過電容降壓、整流及穩壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在*級放大三極管的基極上并由電容耦合，一個由電感和電容構成的振蕩電路接在末級放大三極管的基極上，放大后的信號影響觸發器的翻轉，并zui終控制可控硅的控制極的電位。當光線不足或黑夜時，MIC接收到聲信號，開始工作。3.4光控電路的設計根據黑夜和白天的光線關系，選取的原件要符合這個設計要求3.4.1運用光敏電阻等分立元件組合實現光控光敏器件包括光敏電阻、光敏二極管及光敏三極管等。光敏器件可以用來以可見光或紅外光的形式控制報警器、測試儀、自動開關、繼電器等多種裝置或執行機構。因此光敏器件在自動化技術中起著極其重要的作用。光敏電阻的特性與人眼zui為接近，因此，光敏電阻比較適合用于聲光控路燈、照相機曝光表、空氣煙塵檢測器等可見光裝置。在光線較暗時，光敏電阻呈高阻態；在光線較亮時，光敏電阻呈低阻態，光敏電阻通常都工作于直流或低頻狀態下。因此，選擇光敏電阻做為光敏器件。3.5延時電子開關電路根據所學的數字電路中的與非門邏輯與其他的分立原件設計，采用集成CD4011。延時電路的設計主要由C3和R9組成。當夜晚有響聲（如腳步聲、說話聲等），話筒接收到信號后內阻增大，CD4011的8、9腳為高電平，10腳為低電平，VD9截止，C3通過R9放電，放電的時間長短決定了燈亮的時間，直到C3上的電放完到CD4011的15腳，這時為低電平，燈泡熄滅，等待下一次信號。的工作原理3.5.1CD4011的工作原理-7-集成電路CD4011是一個包含4個與非門的CMOS電路（如圖3-2），每個與非門有2個輸入端一個輸出端，與非門的特點是，輸入端有低電平輸出高電平，輸入端全部高電平輸出低電平，邏輯表達式為：Y=AB。圖3-2CD4011內部結構4整機電路及工作原理組成綜合以上各單元電路的選取可以組合成如圖4-1所示整機電路圖。圖4-1聲光控開關節能燈控制電路原理圖-8-4整機電路及工作原理組成工作原理：利用聲光傳感來控制電。VD1～VD4構成橋式電路，R4、VD8、DW1、C3組成穩壓二極管穩壓電路產生5V直流電壓給控制電路供電。在白天，光線強，光敏電阻R8阻值小，V3飽和，U1D的13腳為低電平，U1D輸出高電平，VD10截止，U1B的5、6腳為高電平，故4腳輸出低電平，U1A的3腳輸出高電平，V2飽和，可控硅V1的G極為低電平，V1截止，燈不亮。在晚上無聲音狀態，光敏R8阻值增大，V3退出飽和，U1D的13腳為高電平，該門的輸出由12腳的電平控制。無聲音，MIC內阻大，U1C的8、9腳高電平，10腳輸出低電平，VD9截止，C3無充電電壓，故U1D的12腳為低電平，維持11腳輸出高電平，與上相同，燈不亮。在晚上有聲音狀態，MIC內阻減小，U1C的8、9腳低電平，10腳輸出高電平，VD9導通，U1D的12、13腳為高電平，11腳輸出低電平，VD10導通，U1B5、6腳低電平，4腳輸出高電平，U1A的1、2腳高電平，3腳輸出低電平，V2截止，可控硅V1的G極為高電平，V1導通，燈亮。延時控制：聲音過后，MIC內阻增大，U1C的8、9腳高電平，10腳輸出低電平，VD9截止，C3通過R9放電，放電時間長短決定燈亮的時間，放電至U1D的12腳為低電平時，燈滅。5聲光控傳感器的可持續發展隨著國家的可持續發展戰略的實施，節能減排也在其中。往常的開關路燈，在無人的時候也亮著，無疑的是一種浪費。而在一些學校、辦公樓、街道設施等公共設施大多的燈都是通過開關電路控制，這種浪費不僅加大了財政支出，且對于用電高峰時無疑是一種負擔；為了節約用電大多數設施都采用節能燈，可是這還是有浪費現象。同時，也越來越多的學校、企業重視這個問題，采用聲光控來做為節能的一個重要環節，例如：為了節能減排，北交大對學校的基建設施進行了技改，學校投入60多萬元更換新型的節能燈管，在樓道內安裝聲光控開關，年節電約30萬度；沃爾瑪位于王家灣武漢摩爾城的新門店開業，配備聲光控書架式冷柜，有人靠近冷柜時，冷柜燈才會自動打開，比普通冷柜節能3成以上……聲光控電路不僅應用于燈開關，還可以應用很多的自動開關電路，甚至還可以做成簡易的報警電路；做為學電子信息的一名學生，我們還可在這一領域探討研究，將聲光控電路加以改進。-9-實踐證明：采用聲光控電路能有效的節約能源。因此構建節約型社會，請選擇聲光控傳感電路產品。6選擇題材的思路隨著社會的發展，電子信息、傳感器產品在日常生活中屢見不新，更新的速度也飛之極快。在學習《自動轉換與測量技術》中我們也了解了一些常用傳感器。傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官，也就是我們所說的將非電量轉化為電量的一種儀器。基于傳感器的設計與制作，我選擇以光敏傳感器為核心，并利用在PCB課程中所學的聲光控開關來設計我的課題。其聲光控在生活應用中隨處可見，實用性也較為廣泛，因此把由光敏傳感器組成的聲光控開關電路作為本次課題。