簡單實用的人體接近探測器,Capacitance probe

關鍵字：接近探測器制作,接近探測電路

圖中的集成運放、門電路、阻容元件構成人體接近探測器電路，其中反向器Ｔ１、１ＭＨｚ晶振及阻容元件組成１ＭＨｚ振蕩器，振蕩信號經Ｔ２整形輸出方波信號。用一塊２５ｃｍ2的敷銅板構成感應器，當人體靠近敷銅板時，人體相當于另一極板，會產生隨人體靠近而增大的電容，容量為２～６ｐＦ。這一電容增量會使后面的ＩＣ３輸出脈沖占空比與電容增量成比例的脈沖信號。Ｔ２輸出的方波一路經Ｒ３輸入比較器ＩＣ１Ｂ，放大后加至異或門ＩＣ３的一個輸入端；另一路先經Ｒ１、Ｃ１延時，再由比較器ＩＣ１Ａ放大后加至異或門ＩＣ３的另一輸入端，從而使異或門ＩＣ３輸出的方波信號的占空比正比于輸入電路中Ｒ１Ｃ１的延時，再經Ｒ６、Ｃ４濾波后產生與人體接近距離成比例的直流電壓。
在實際使用中，ＩＣ１比較器自身傳輸延時的微小變化可能會掩蓋電容Ｃ１的微小變化，因此本電路采用具有相同特性參數的雙比較器電路，它能分辨納秒以下的時間差，還能將自身的傳輸延時及失調電壓、溫度漂移等的影響抵消，從而使ＴＰ點輸出信號電壓僅正比于Ｒ１、Ｃ１的延時。
圖中電容Ｃ１實際包括一個３３ｐＦ固定電容、２５ｃｍ2感應板對地電容和同軸電纜輸入電容三部分，在無人接近探測器時，上述三種電容并聯之和約為４８ｐＦ，它將產生０．６９Ｒ1Ｃ1＝１６．５ｎｓ的固定延時；當有人靠近感應板時，電容增至５０～５４ｐＦ，它將產生１７．３～１８．６ｎｓ的延時，兩路方波的時間差為０．８～２．１ｎｓ，對能分辨納秒以下時間差的雙比較器而言，是能夠保證所需的轉換靈敏度的。
運放ＩＣ２Ａ的作用是對ＴＰ點的直流電壓提供偏置并放大，調整電位器Ｒ１１可以設定對應于人體接近感應板不同距離的門限值。運放ＩＣ２Ｂ及功率放大管Ｑ１構成滯回比較器，將ＩＣ２Ａ輸出電壓放大，通過Ｒ１４的正反饋可保證Ｑ１迅速可靠導通，點亮ＬＥＤ。若把ＬＥＤ換成繼電器，當人體接近時，繼電器動作，可控制其他各種執行機構，以實現各種自動控制功能。