基恩士电子传感器的应用及维修方法
基恩士电子传感器的应用及维修方法 [转贴 2010-06-24 09:46:22]   
超声波物体位移探测传感器
  超声波物体位移探测传感器主要由超声波发射电路和超声波接收处理电路两部分组成,比较典型的超声波传感器电路原理框图见  。
超声波传感器的实际应用电路见 ,双面PCB板顶层元件布局图见  ,顶层印制板图见,底层印制板图见 ,这些图是根据四环汽车防盗报警系统所配用的超声波传感器描绘。整个电路由两部分组成,即超声波发射和超声波接收处理两部分。
  1.超声波发射电路 超声波发射电路由40kHz振荡器、放大器及超声波转换器组成。由晶体B1、IClA、IClB等组成40kHz振荡器,产生的40kHz精密振荡信号经IClF缓冲放大,IClE、ICIC功率放大后,推动超声波发射传感器n1,将电信号转换成超声波信号辐射向空中。
  2.超声波接收处理电路 超声波接收处理电路由超声波拾取放大电路、多谱勒拍频放大电路及电平变换电路等组成。由超声波接收传感器Ⅲ将空中的超声波信号转换为交流电信号;由V2、V3组成两级交流耦合自举偏压式电压放大器;由VD5、VD6、C12、V4、V5、V6组成多谱勒拍频放大器;由IClD、V1组成电平变换器。当探测空间在静态时,超声波放大电路接收到的是稳定的40kHz电信号,VD5、VD6输出的是一直流电平,由于V4、V5为交流放大器,稳定的直流电平不会有信号输出;放大器V6为丙类偏置,集电极为高电平,即反相器IClD的输入端为高电平,输出端为低电平,V1处于截止状态,集电极输出高电平,传感器无输出。
  若探测空间有物体运动,则运动物体上所反射的超声波会发生频率偏移,即多谱勒效应。此时放大器接收放大的是两个不同频率所形成的拍频信号,经VD5、VD6检波,将拍频信号取出,经V4、V5前置放大,送往V6。V6为丙类放大器,交流信号的正半周使V6导通,其集电极(即反相器IClD的输入端)变为低电平,IClD输出高电平,从而使VD4发光二极管点亮,做输出有效指示;VTl导通,集电极变为低电平,即低电平有效输出。
  R21为灵敏度调整电位器,畅为上电延时电容,确保通电时IClD输入端为高电平,防止电路误动作。
  例5 另一种超声波传感器的电路原理图见 ,双面PCB板顶层元件布局图见 ,顶层印制板图见 ,这些图是根据捍将汽车防盗报警系统所配用的超声波传感器描绘的。整个电路由超声波振荡发射电路和超声波接收处理电路两部分组成。
  1.超声波发射电路 超声波发射电路由40kHz振荡器、放大器及超声波换能器组成。由晶体B3、IClF等组成40kHz振荡器产生的40kHz等幅振荡信号,经IClE缓冲放大后,推动超声波换能器B1,将交流电信号转换为超声波信号辐射到空中。
  2.超声波接收处理电路 超声波接收处理电路由超声波拾取放大电路、多谱勒拍频放大电抗干扰电路、指示电路及电平变换电路等组成。由超声波接收传感器B2将空中的超声波信号转换为交流电信号;由V1、V2组成两级交流耦合自举偏压式电压放大器;由VD2、VD3、C7、V3、V4组成多谱勒拍频检波、放大电路;由V5、IClA、VIM、凹、IClB、IClD等组成抗干扰电路;由V6、LEDl、R28等组成电平变换电路。
  当探测空间在静态时,超声波放大电路接收到的是稳定的40kHz电信号,VD2、VD3输出的是一直流电平,由于V3、V4为交流放大器,稳定的直流电平不会有信号输出;放大器V5为丙类偏置,处于截止状态,集电极为高电平,即反相器IClC的输入端为高电平,输出端为低电平,LED2不发光。同时,由于V5集电极输出高电平,IClA输出低电平;IClB输入端为低电平;IClD输出低电平;V6截止,集电极为高电平,传感器无输出,LEDl不亮。
  若探测空间有物体运动,则运动物体上所反射的超声波会发生频率偏移,即多谱勒效应。此时放大器接收放大的是两个不同频率所形成的拍频信号,经VD3、VD2检波,将拍频信号取驱出,经V3、V4前置放大后送往V5。V5为丙类放大器,交流信号的正半周使V5导通,其集电极变为低电平,IClC输出高电平,此高电平经VD4、R30、R31、向凹充电,随着凹正极电位的升高,IClD输出高电平,V6导通,集电极变为低电平,即低电平输出有效,LEDl发光,作输出有效指示。
  R32为灵敏度调整电位器,R31为抗干扰延时调整电位器。
  电子传感器的检修方法
  电子传感器的检修应根据电路原理大体区分故障部位,根据不同电路的特点,采取相应的判别方法,如对电压放大器电路可以采用人体信号注入法,也可以采取电压测量法,对电子开关电路可以采取电压法及人为改变输入电平观察输出电平的变化情况。总之,电压法是检测电子设备最基本、最常用的方法之一。
  对于电子振动式传感器,可以按照振动检测器件、电压放大器、电压比较器这三个部位根据不同的电路特点进行检修。
如何区分故障部位?对有故障的电子振动式传感器,可以断开振动检测器的输入端,从该处注人人体感应信号(手持金属物断续点触某处),如指示灯亮,说明传感器整个电路部分工作正常,仅是检测器件有故障;如指示灯不亮,说明故障在电路部分。
如何判断电路部分的故障部位?如何判断故障部位是在电压放大器电路还是在电压比较器电路?可以通过测量比较器的电压逻辑关系来判别比较器是否有故障。比较器在正常情况下,如反相输入端的电压高于同相输入端的电压,其输出端为低电平,如反相输入端电压低于同相输入端电压,其输出端为高电平。或人为进行干预,原来是同相输入端为基准电压,输出端为高电平的电压比较器,如将反相输入端(通过100kn~1Mn)的电阻接电源正极,则输出端应变为低电平,否则说明比较器工作不正常。
  对于电压放大电路的检修,可以通过观察放大器输入、输出端的波形,或从输入端注入人体感应信号,用万用表观察输出端电压的变化情况,如电压没有变化,则说明放大器工作不正常。
  对工作在开关状态的晶体管,通过测量各极电压,或人为改变基极电位,观察集电极的电平变化情况,就可以鉴别开关电路的正常与否。
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