Принцип работы датчика

Поскольку человеческое тело представляет собой среду с высокой диэлектрической проницаемостью (на частоте 40 МГц диэлектрическая константа мышц, кожи и крови приблизительно равна 97, а жира и костей - 15), между ним и окружающими предметами возникают различные емкостные связи. Величины появляющихся переходных емкостей определяются такими факторами, как размер тела, материал одежды, тип окружающих объектов, погода и т.д. обычно он лежит в диапазоне от нескольких пФ до нескольких нФ. При движении человека величины этих емкостей меняются, что дает возможность отличить движущиеся объекты от статических. На самом деле все объекты связаны друг с другом некоторыми емкостными связями. И если эти связи в какой-либо зоне зафиксировать, появление любого нового объекта в окрестности этой зоны приведет к нарушению установившихся связей. На рисунке 1.1 показано, что первоначально емкость между тестовой пластиной и землей (здесь, под словом «земля» подразумевается любой большой объект, такой, как земля, озеро, автомобиль, корабль, самолет и т.д.) равна . При вторжении человека в окрестность этой пластины формируются два дополнительных конденсатора: - между пластиной и телом и - между телом и землей. Поэтому суммарная емкость между пластиной и землей увеличится на величину :

(1.1)

Это изменение емкости может быть зафиксировано при помощи соответствующей аппаратуры и использоваться для детектирования присутствия людей в охраняемой зоне.

Рисунок 1.1 Человек вносит дополнительную емкость в схему детектора

На рисунке 1.2 показана емкостная охранная система для автомобиля. Чувствительный элемент вмонтирован в сидение автомобиля. Он может быть изготовлен в виде металлической пластины или сетки, электропроводной ткани и т.д. Чувствительный элемент формирует одну из пластин конденсатора . Второй пластиной этого конденсатора может быть либо корпус автомобиля, либо отдельная пластина, расположенная под ковриком на полу. В качестве эталонного конденсатора используется либо постоянный, либо переменный конденсатор. Его необходимо размещать недалеко от сидения. Эталонный и чувствительный конденсаторы подключаются к соответствующим входам детектора зарядов (через резисторы и ). Для уменьшения паразитных наводок соединительные провода следует скручивать. Дифференциальный детектор зарядов управляется генератором прямоугольных импульсов (рисунок 1.3). Когда на сидении никто не сидит, эталонный конденсатор устанавливается приблизительно равным конденсатору . Резисторы и соответствующие конденсаторы определяют постоянные времени двух цепей. В исходном состоянии обе цепи имеют одинаковые постоянные времени, равные . Напряжения с резисторов подаются на ходы ОУ, выходной сигнал которого практически равен нулю. Небольшие пики на выходном сигнале свидетельствуют о некотором разбалансе схемы. Когда человек садится на сидение, его тело формирует дополнительную емкость параллельно , что приводит к увеличению постоянной времени цепи от до . Это сказывается на увеличении амплитуды пиков на выходе ОУ. Компаратор сравнивает с эталонным уровнем напряжения . Когда становится больше , компаратор посылает сигнал на логическое устройство, вырабатывающее сигнал тревоги V, свидетельствующий о том, что в машине кто-то находится. Следует отметить, что емкостной детектор является активным устройством, поскольку для его работы необходим сигнал генератора.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме:

Двухзеркальная антенна по схеме Кассегрена
Зеркальные антенны применяют в различных диапазонах волн: от оптического до коротковолнового, особенно широко в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Эти антенны отличаются конструктивной простотой, возможностью получения ...

Проектирование ЦСК EWSD, состав и размещение ее основных блоков
В развитых странах волоконно-оптическая связь заняла лидирующее положение среди других средств связи. Ее отличительной чертой является значительно более высокая скорость передачи информации и более высокая надежность по сравне ...

©  www.techvarious.ru - 2019