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基于LM311的实用漏水检测电路设计

作者:小编    发布时间:2020-12-22 19:39:44    浏览量:

电压比拟器简称比拟器,其根本功用是对两个输入电压停止比拟,并依据比拟结果输出高电平或低电平电压,据此来判别输入信号的大小和极性。电压比拟器常用于自动控制、波形产生与交流,模数转换以及越限报警等许多场所。

  电压比拟器通常由集成运放构成,与普通运放电路不同的是,比拟器中的集成运放大多处于开环或正反应的状态。只需在两个输入端加一个很小的信号,运放就会进入非线性区,属于集成运放的非线性应用范围。在剖析比拟器时,虚短路准绳仍成立,虚短及虚地等概念仅在判别临界状况时才顺应。

  电压比拟器是将一个模仿输入信号ui与一个固定的参考电压UR停止比拟和鉴别的电路。

电压比拟器及传输特性

  图1 电压比拟器及传输特性

  1.LM311应用

  LM311是美国NS公司消费的性能价钱比拟高的集成芯片。LM311可用作精细的频率电压(F/V)转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器以及其他相关的器件。LM311为双列直插式8脚芯片。LM311内部有:输入比拟电路、定时比拟电路、R-S触发电路、复零晶体管、输出维护点电路等局部。输出管采用集电极开路方式,因而能够经过选择逻辑电流和外接电阻,灵敏改动输出脉冲的逻辑电平,从而顺应TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。此外,LM311可采用单/双电源供电,电压范围为4~40V,输出也高达40V。

LM311引脚图

  图2 LM311引脚图

LM311构造表示图

  图3 LM311构造表示图

  2.漏水检测电路设计

  漏水检测器原理:在有水漏到接水板的两个电极之间时,两个电极之间的电阻值会发作极大的变化,感知能否存在漏水发作。

  电桥电路是用比拟法丈量各种物理量的一种电路。最简单的是由四个支路组成的电路,各个支路称为电桥的“臂”。实践检测电路中,应用电桥电路在检测电阻方面的优秀特性,经过检测电桥的电压来检测电阻值的变化。

  能够以为漏水检测电极为一个可变电阻,作为电桥的一个支路,其他三个支路阻值相等。详细阻值能够依据漏水电极在有水和无水时的电阻值来肯定。其范围应在水时的阻值与无水时的阻值之间,能够取其中间值作为其他是三路电阻的值。

  在检测电桥中,假如检测电极没有漏水,其阻值较大,所以V+﹥V﹣,即V_id﹥0,V_out﹥0。

  假如检测电极有漏水,其阻值较小,所以V+﹤V﹣,即:V_id﹤0,V_out﹤0。这样就能很精确的检测出能否存在漏水现象。也就是说,电压比拟器LM311的输出电平的上下就代表了有无漏水现象。

漏水检测原理图

  图4 漏水检测原理图

漏水传感器PCB实物图

  图5 漏水传感器PCB实物图

  在电路设计时,应留意到当一个高速比拟器被用于高速输入信号和低源阻抗输入信号时,正常的输出响应应该是快速和稳定的,但是,当输入的信号是缓变信号或高阻信号源,比拟器就有可能在比拟阀值点发作振荡,这是由于比拟器的高增益和宽带形成的,干扰的存在也是形成这种振荡的直接缘由之一。在应用中,要防止这种振荡和不稳定。振荡的产生与构造的布置关系很大。信号输出端要远离输入端的管脚,也应远离两均衡端管脚。正负电源应加滤波电容,滤除电源的干扰,并且将电容放在管脚左近。增大输入信号的幅度,减少产生振荡的可能性。在比拟器的输出端上拉电阻两端并接一个容量恰当的电容,对滤除和削弱振荡有显著效果。

  小结

  LM311是一种常用的线性比拟器,以其很高的性价比,普遍的应用于各种比拟电路中。本文就是应用了LM311的这一特性,设计了一种简单适用的漏水检测电路。此电路具有构造简单,制形成本低,检测精度高的特性,在实践检测电路中得到了较好的应用。


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