在现代自动化控制领域,微波式感应控制电路凭借其独特的工作原理和高效的控制性能,得到了广泛的应用。这种电路主要基于多普勒效应来实现对物体运动的感应和控制,在安防、照明等众多领域发挥着重要作用。
微波式控制电路的工作原理是基于多普勒效应。具体来说,电路中的本机振荡电路会产生一个固定频率的高频信号,这个信号的频率一般在 400 - 800MHZ 之间。该高频信号通过
天线辐射到周围空间,形成一个立体的微波场。当在天线附近一定距离内有物体运动时,运动物体就会反射高频信号,反射后的信号再被天线接收。此时,原振荡电路的振荡频率和信号幅度会因为物体的运动而发生变化。接着,利用积分电路将这个变化信号提取出来,经过放大、比较等一系列处理后,形成控制信号。这个控制信号可以使控制执行电路(如大功率
晶闸管、
继电器等)启动,从而达到自动控制的目的。
在采用分立元件制作的微波式控制电路原理图(图 1)中,高频
三极管 VT1 在电容 C1 的正反馈作用下产生自激振荡。振荡产生的高频电磁波由天线辐射到周围空间,在天线四周形成一个立体的微波场。当有移动的物体进入这个立体空间时,物体运动所反射的电磁波会被天线接收,进而使 VT1 自激振荡的幅度和频率发生变化。
这些变化经过由 R2、C3 组成的积分电路后,会变成随物体移动而波动的电压。该电压经 VT2 放大后,在其集电极上会产生 2.5 - 6.7V 的电压变化,并且这个电压的变化与物体移动的速度及距天线的距离成正比。这个变化的电压被送至由 IC1、IC2 组成的双限电压比较器。无论是 VT2 集电极送至 IC1②脚的电位低于③脚,还是 VT2 集电极送至 IC2⑤脚的电位高于⑥脚,IC1 的①脚与 IC2 的⑦脚都会输出高电平。这两个高电平分别经 VD1、VD2 整流后加在 VT3 的基极,使 VT3 导通,进而继电器 K 得电吸合,实现对被控电路的控制。
在图 1 中,电感 L1 用 φ0.51mm 的高强度漆包线在 φ5mm 的圆珠笔芯上绕 5 匝脱胎而成;天线采用短波收音机所用的长约 15cm 的金属拉杆天线。其他元件的参数如图 1 所示。在安装时,C1 应与 L1 垂直,这样可以保证电路的稳定性和性能。
微波式感应控制电路具有灵敏度高、响应速度快等优点,在安防系统中可以用于检测人员的进出,实现自动报警;在照明系统中可以根据人员的活动自动控制灯光的开关和亮度,达到节能的目的。随着科技的不断发展,微波式感应控制电路的应用前景将更加广阔。
