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基恩士電子傳感器的應(yīng)用及維修方法
超聲波物體位移探測傳感器
超聲波物體位移探測傳感器主要由超聲波發(fā)射電路和超聲波接收處理電路兩部分組成,，比較典型的超聲波傳感器電路原理框圖見 。
超聲波傳感器的實際應(yīng)用電路見 ,，雙面PCB板頂層元件布局圖見 ,，頂層印制板圖見，底層印制板圖見 ,，這些圖是根據(jù)四環(huán)汽車防盜報警系統(tǒng)所配用的超聲波傳感器描繪,。整個電路由兩部分組成，即超聲波發(fā)射和超聲波接收處理兩部分,。
1．超聲波發(fā)射電路 超聲波發(fā)射電路由40kHz振蕩器,、放大器及超聲波轉(zhuǎn)換器組成。由晶體B1,、IClA,、IClB等組成40kHz振蕩器,，產(chǎn)生的40kHz精密振蕩信號經(jīng)IClF緩沖放大，IClE,、ICIC功率放大后,，推動超聲波發(fā)射傳感器n1，將電信號轉(zhuǎn)換成超聲波信號輻射向空中,。
2．超聲波接收處理電路 超聲波接收處理電路由超聲波拾取放大電路,、多譜勒拍頻放大電路及電平變換電路等組成。由超聲波接收傳感器Ⅲ將空中的超聲波信號轉(zhuǎn)換為交流電信號,；由V2,、V3組成兩級交流耦合自舉偏壓式電壓放大器；由VD5,、VD6,、C12、V4,、V5,、V6組成多譜勒拍頻放大器；由IClD,、V1組成電平變換器,。當探測空間在靜態(tài)時，超聲波放大電路接收到的是穩(wěn)定的40kHz電信號,，VD5、VD6輸出的是一直流電平,，由于V4,、V5為交流放大器，穩(wěn)定的直流電平不會有信號輸出,；放大器V6為丙類偏置,，集電極為高電平，即反相器IClD的輸入端為高電平,，輸出端為低電平,，V1處于截止狀態(tài)，集電極輸出高電平,，傳感器無輸出,。
若探測空間有物體運動，則運動物體上所反射的超聲波會發(fā)生頻率偏移,，即多譜勒效應(yīng),。此時放大器接收放大的是兩個不同頻率所形成的拍頻信號，經(jīng)VD5,、VD6檢波，將拍頻信號取出,，經(jīng)V4,、V5前置放大，送往V6,。V6為丙類放大器，交流信號的正半周使V6導(dǎo)通,，其集電極（即反相器IClD的輸入端）變?yōu)榈碗娖?，IClD輸出高電平，從而使VD4發(fā)光二極管點亮,，做輸出有效指示,；VTl導(dǎo)通，集電極變?yōu)榈碗娖?，即低電平有效輸出?
R21為靈敏度調(diào)整電位器,，暢為上電延時電容，確保通電時IClD輸入端為高電平,，防止電路誤動作,。
例5 另一種超聲波傳感器的電路原理圖見 ，雙面PCB板頂層元件布局圖見 ,，頂層印制板圖見 ,，這些圖是根據(jù)捍將汽車防盜報警系統(tǒng)所配用的超聲波傳感器描繪的。整個電路由超聲波振蕩發(fā)射電路和超聲波接收處理電路兩部分組成,。
1．超聲波發(fā)射電路 超聲波發(fā)射電路由40kHz振蕩器,、放大器及超聲波換能器組成。由晶體B3,、IClF等組成40kHz振蕩器產(chǎn)生的40kHz等幅振蕩信號,，經(jīng)IClE緩沖放大后，推動超聲波換能器B1,，將交流電信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號輻射到空中,。
2．超聲波接收處理電路 超聲波接收處理電路由超聲波拾取放大電路、多譜勒拍頻放大電抗干擾電路,、指示電路及電平變換電路等組成,。由超聲波接收傳感器B2將空中的超聲波信號轉(zhuǎn)換為交流電信號；由V1,、V2組成兩級交流耦合自舉偏壓式電壓放大器,；由VD2、VD3,、C7,、V3、V4組成多譜勒拍頻檢波,、放大電路,；由V5,、IClA、VIM,、凹,、IClB、IClD等組成抗干擾電路,；由V6,、LEDl、R28等組成電平變換電路,。
當探測空間在靜態(tài)時,，超聲波放大電路接收到的是穩(wěn)定的40kHz電信號，VD2,、VD3輸出的是一直流電平,，由于V3、V4為交流放大器,，穩(wěn)定的直流電平不會有信號輸出,；放大器V5為丙類偏置，處于截止狀態(tài),，集電極為高電平,，即反相器IClC的輸入端為高電平，輸出端為低電平,，LED2不發(fā)光,。同時，由于V5集電極輸出高電平,，IClA輸出低電平,；IClB輸入端為低電平；IClD輸出低電平,；V6截止，集電極為高電平,，傳感器無輸出,，LEDl不亮。
若探測空間有物體運動,，則運動物體上所反射的超聲波會發(fā)生頻率偏移,，即多譜勒效應(yīng)。此時放大器接收放大的是兩個不同頻率所形成的拍頻信號,，經(jīng)VD3,、VD2檢波，將拍頻信號取驅(qū)出,，經(jīng)V3,、V4前置放大后送往V5,。V5為丙類放大器，交流信號的正半周使V5導(dǎo)通,，其集電極變?yōu)榈碗娖?，IClC輸出高電平，此高電平經(jīng)VD4,、R30,、R31、向凹充電,，隨著凹正極電位的升高,，IClD輸出高電平，V6導(dǎo)通,，集電極變?yōu)榈碗娖?，即低電平輸出有效，LEDl發(fā)光,，作輸出有效指示,。
R32為靈敏度調(diào)整電位器，R31為抗干擾延時調(diào)整電位器,。
電子傳感器的檢修方法
電子傳感器的檢修應(yīng)根據(jù)電路原理大體區(qū)分故障部位,，根據(jù)不同電路的特點，采取相應(yīng)的判別方法,，如對電壓放大器電路可以采用人體信號注入法,，也可以采取電壓測量法，對電子開關(guān)電路可以采取電壓法及人為改變輸入電平觀察輸出電平的變化情況,?？傊妷悍ㄊ菣z測電子設(shè)備zui基本,、zui常用的方法之一,。
對于電子振動式傳感器，可以按照振動檢測器件,、電壓放大器,、電壓比較器這三個部位根據(jù)不同的電路特點進行檢修。
如何區(qū)分故障部位?對有故障的電子振動式傳感器,，可以斷開振動檢測器的輸入端,，從該處注人人體感應(yīng)信號（手持金屬物斷續(xù)點觸某處），如指示燈亮,，說明傳感器整個電路部分工作正常,，僅是檢測器件有故障；如指示燈不亮，說明故障在電路部分,。
如何判斷電路部分的故障部位?如何判斷故障部位是在電壓放大器電路還是在電壓比較器電路?可以通過測量比較器的電壓邏輯關(guān)系來判別比較器是否有故障,。比較器在正常情況下，如反相輸入端的電壓高于同相輸入端的電壓,，其輸出端為低電平,，如反相輸入端電壓低于同相輸入端電壓，其輸出端為高電平,?；蛉藶檫M行干預(yù)，原來是同相輸入端為基準電壓,，輸出端為高電平的電壓比較器,，如將反相輸入端（通過100kn～1Mn）的電阻接電源正極，則輸出端應(yīng)變?yōu)榈碗娖?，否則說明比較器工作不正常,。
對于電壓放大電路的檢修，可以通過觀察放大器輸入,、輸出端的波形,，或從輸入端注入人體感應(yīng)信號，用萬用表觀察輸出端電壓的變化情況,，如電壓沒有變化,，則說明放大器工作不正常。
對工作在開關(guān)狀態(tài)的晶體管,，通過測量各極電壓,，或人為改變基極電位，觀察集電極的電平變化情況,，就可以鑒別開關(guān)電路的正常與否,。
人體紅外熱電傳感器的電路工作原理，同電子振動傳感器的電路工作原理相同,，只是因檢測的對象不同而傳感器各異,，因此人體紅外熱電傳感器的檢修方法，可以參照振動式電子傳感器的檢修步驟進行,。
超聲波傳感器由發(fā)射電路和接收電路兩部分組成,，因此可以先區(qū)分故障是在發(fā)射部分還是接收部分。
如何判斷接收電路部分工作是正常的?方法是從接收電路的輸入端（接收傳感器的非接地端,，必要時可以拔去接收傳感器的插頭）注人人體感應(yīng)信號，如指示燈隨之閃亮,，說明接收電路工作基本正常,。
如何判別發(fā)射電路部分是否工作正常?對發(fā)射電路的檢查，用示波器觀察發(fā)射傳感器兩端的交流波形，正常時峰峰值交流電壓應(yīng)有7～9V,，否則說明發(fā)射電路有問題,。另外，也可以用萬用表的dB檔或交流電壓檔串一只0.1～0.47μF的電容,，來測量該點的交流電壓的有無,，從而判別發(fā)射電路是否正常。
對發(fā)射電路部分的檢修,，可以從電源電壓,、振蕩電路、放大電路,、負載的順序進行依次檢修,，通過測量直流電壓和交流波形的方法，查找故障元件,。
對接收電路部分的檢修,，一般應(yīng)在發(fā)射電路正常的情況下進行，這樣可以利用發(fā)射部分的信號做為信號發(fā)生器來檢測接收電路部分是否正常,，從而給使用示波器檢修帶來方便,，所以從接收傳感器到放大電路、拍頻檢波,、拍頻放大電路均可以觀察波形,。
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