傳感器是一種物理裝置或生物器官,能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件(如光、熱、濕度)或化學(xué)組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官.
　　壓控振蕩器(voltage-controlled oscillator)指頻率是輸入信號(hào)電壓的函數(shù)的振蕩器VCO.其特性用輸出角頻率ω0與輸入控制電壓uc之間的關(guān)系曲線來(lái)表示.uc為零時(shí)的角頻率ω0,0稱為自由振蕩角頻率;曲線在ω0,0處的斜率K0稱為控制靈敏度.使振蕩器的工作狀態(tài)或振蕩回路的元件參數(shù)受輸入控制電壓的控制,就可構(gòu)成一個(gè)壓控振蕩器.在通信或測(cè)量?jī)x器中,輸入控制電壓是欲傳輸或欲測(cè)量的信號(hào)(調(diào)制信號(hào)).人們通常把壓控振蕩器稱為調(diào)頻器,用以產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào).在自動(dòng)頻率控制環(huán)路和鎖相環(huán)環(huán)路中,輸入控制電壓是誤差信號(hào)電壓,壓控振蕩器是環(huán)路中的一個(gè)受控部件.壓控振蕩器的類型有LC壓控振蕩器、RC壓控振蕩器和晶體壓控振蕩器.對(duì)壓控振蕩器的技術(shù)要求主要有:頻率穩(wěn)定度好,控制靈敏度高,調(diào)頻范圍寬,頻偏與控制電壓成線性關(guān)系并宜于集成等.晶體壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度高,但調(diào)頻范圍窄,RC壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度低而調(diào)頻范圍寬,LC壓控振蕩器居二者之間.
　　家庭使用液化氣、煤氣作燃料的越來(lái)越多,但是這些氣體有害、易爆炸,隱患事故多,如氣體泄漏時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理,會(huì)給家庭及鄰居帶來(lái)災(zāi)難性危害.本文介紹的這種瓦斯報(bào)警器適用于天然氣、煤氣、液化石油氣等泄漏報(bào)警.
　　工作原理

　　該裝置電路工作原理見(jiàn)圖1,它是由電源電路、傳感器電路、壓控振蕩器電路及報(bào)警電路等組成.220V市電經(jīng)電源變壓器T1降壓至5.5V左右,不用整流、濾波直接作為氣敏半導(dǎo)體傳感器QM-N10的加熱電壓.控制電路的供電則是由U全橋整流、C1濾波后供給的.QM-N10氣敏半導(dǎo)體傳感器在潔凈空氣中的阻值大約有幾十kΩ,接觸到有害氣體時(shí),電導(dǎo)率增大,電阻值急劇下降,下降幅度與瓦斯?jié)舛仍?.5%以下成正比.由與非門IC1A、IC1B構(gòu)成一個(gè)門控電路,IC1C、IC1D組成一個(gè)多諧振蕩器.當(dāng)QM-N10氣敏傳感器未敏感到有害氣體時(shí),由于電導(dǎo)率極小,IC1A②腳處于低電位,IC1A的①腳處于高電位,故IC1A的③腳為高電位,經(jīng)IC1B反相后其④腳為低電位,多諧振蕩器不起振,三極管VT2處于截止?fàn)顟B(tài),故報(bào)警電路不發(fā)聲.
　　一旦QM-N10敏感到有害氣體時(shí),其電導(dǎo)率增大,阻值急劇下降,在電阻R2、R3上的壓降使IC1A的②腳處于高電位,此時(shí)IC1A的③腳變?yōu)榈碗娖?經(jīng)IC1B反相后變?yōu)楦唠娖?多諧振蕩器起振工作,三極管VT2周期地導(dǎo)通與截止,于是由VT1、T2、C4、HTD等構(gòu)成的正反饋振蕩器間歇工作,發(fā)出報(bào)警聲.與此同時(shí),發(fā)光二極管LED1閃爍.從而達(dá)到有害氣體泄漏告警的目的.
　　QM-N10是一種高靈敏度、高穩(wěn)定性的有害氣體傳感器,其主要技術(shù)參數(shù)如下:
　　響應(yīng)時(shí)間:≤10s
　　恢復(fù)時(shí)間:≤60s
　　加熱電壓:5V±0.5V
　　加熱功率:≤0.5W(加熱絲冷態(tài)電阻為50Ω±2Ω)
　　抗干擾能力:丁烷報(bào)警濃度設(shè)在0.3%時(shí)在下述條件下不會(huì)誤報(bào)警:溫度為-10-+50℃;濕度為≤95%RH.
　　T1采用3-5W、5.5V電源變壓器;T2采用8∶1的半導(dǎo)體收音機(jī)輸出變壓器,倒過(guò)來(lái)用即可.HTD采用Φ=27mm的壓電陶瓷片,要求加裝共振助聲腔.
　　由于QM-N10氣敏半導(dǎo)體傳感器在開機(jī)時(shí),約有10分鐘的預(yù)熱期,在這個(gè)時(shí)間內(nèi)易產(chǎn)生不穩(wěn)定因素,導(dǎo)致誤報(bào),因此在電路的設(shè)計(jì)上有一個(gè)開機(jī)延時(shí)電路,它由R4、C2構(gòu)成,調(diào)整R4,使延時(shí)時(shí)間在10分鐘左右即可.電阻R2、R3的阻值決定了電路的報(bào)警起控點(diǎn).將氣敏傳感器置于濃度為0.3%的丁烷氣樣中,調(diào)整R3的阻值,使電路處于報(bào)警臨界點(diǎn)即可.可實(shí)地試驗(yàn),調(diào)整R3至所要求的報(bào)警濃度點(diǎn)時(shí)報(bào)警.