全方位立體電容傳感器的設(shè)計(jì)

本人通過對(duì)學(xué)生電子實(shí)訓(xùn)課中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和研究，發(fā)明了全方位立體電容傳感器，它解決了傳統(tǒng)傳感器只能單一方向傳感的問題，實(shí)現(xiàn)全方位立體傳感器的目的。

一、發(fā)現(xiàn)問題

在電子課進(jìn)行觸摸開關(guān)裝配與調(diào)試實(shí)訓(xùn)時(shí)，當(dāng)把觸摸板接到臺(tái)式電腦的外殼，把燈泡換成報(bào)警器，把它改裝成臺(tái)式電腦防盜器。但是，人沒有接觸到臺(tái)式電腦的外殼，報(bào)警器就一直在響。為什么會(huì)這樣呢？我懷疑是電腦接地的原因，我把電腦放在臺(tái)面上，把電源線拔掉，報(bào)警器還是一直在響。

二、分析問題

把觸摸板接到臺(tái)式電腦的外殼只不過是使觸摸板變大了，為什么觸摸板不能加大呢？首先讓我們摸一下FM收音的天線，我們發(fā)現(xiàn)，原來有很多雜音的FM收音的聲音變清楚了，F(xiàn)M收音變清楚的原因是由于人體分布電容使FM收音機(jī)天線接收端的信號(hào)變強(qiáng)了，使到FM收音的聲音變清楚了。

同樣道理，觸摸板變大了，它的分布電容也變大了，信號(hào)也變強(qiáng)了，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓也變大了，使三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致單向可控硅處于接通狀態(tài)，這時(shí)報(bào)警器得電工作，發(fā)出報(bào)警聲音。既然是電容，哪它的另一個(gè)極在哪？它的另一個(gè)極是地，在FM收音機(jī)信號(hào)發(fā)射過程中，發(fā)射天線相當(dāng)于一個(gè)電感，天與地是電容的二個(gè)極，形成了一個(gè)LC振蕩電路，信號(hào)就在天地之間傳播。

三、解決問題

能不能參照該原理和電路發(fā)明一種全方位立體電容傳感器？高壓驗(yàn)電時(shí)，驗(yàn)電器要不要與高壓電接觸？答案是：不用。

這時(shí)我明白了，只要把觸摸板調(diào)到合適的大小，當(dāng)人體靠近到一定的距離時(shí)，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓足夠大了，使三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，單向可控硅處于接通狀態(tài)，受可控硅控制的電路或設(shè)備就會(huì)工作，這時(shí)我們可以用它來控制聲音、報(bào)警器、燈光等電路或設(shè)備。

四、工作原理

利用LC原理，三極管的基極與保溫瓶連接的導(dǎo)線相當(dāng)于電感L，保溫瓶與地是電容C的兩個(gè)極，人相當(dāng)于電容中的介質(zhì)，與人接近保溫瓶外殼時(shí)相當(dāng)于電容的介質(zhì)增加，電容C容量增大，電感L感應(yīng)信號(hào)增大，當(dāng)增大到一定量時(shí)，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓足夠大了，使三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，單向可控硅處于接通狀態(tài)，受可控硅控制的電路或設(shè)備就會(huì)工作，這時(shí)我們可以用它來控制聲音、報(bào)警器、燈光等電路或設(shè)備。

五、總結(jié)

本項(xiàng)設(shè)計(jì)解決傳統(tǒng)傳感器只能單一方向傳感的問題，實(shí)現(xiàn)全方位立體傳感的目的，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，沒有他人進(jìn)行同圖1本設(shè)計(jì)的實(shí)物電路類研究。圖1所示為本設(shè)計(jì)的實(shí)物電路。