專利名稱：用在防盜報(bào)警器上的多功能傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能傳感檢測(cè)技術(shù)，特別是一種可用于防盜報(bào)警器上的多功能傳感器。
目前，在防盜報(bào)警裝置中，尤其是在摩托車、汽車或其他機(jī)要部門(mén)的報(bào)警器上，多采用一些簡(jiǎn)單的傳感器，它們裝在車輛的起動(dòng)操作或關(guān)鍵部位，當(dāng)觸動(dòng)傳感器時(shí)，即發(fā)出報(bào)警信號(hào)或閉鎖起動(dòng)電路。有的是采用了具備某種功能的傳感器，如振動(dòng)或擺動(dòng)傳感器等。上述這些傳感器一般功能不全，有時(shí)對(duì)搬運(yùn)性或拆卸性的盜竊無(wú)報(bào)警作用或報(bào)警不靈敏，有的抗干擾能力差，遇到天氣環(huán)境惡劣時(shí)還會(huì)誤報(bào)，嚴(yán)重地影響了傳感器的性能質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述傳感器的缺點(diǎn)，提供一種可用在車輛(包括摩托車)、機(jī)要室等多種場(chǎng)合的報(bào)警器中使用的多功能傳感器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所設(shè)計(jì)的傳感器包括了電源輸入電路，以水銀開(kāi)關(guān)為主的信號(hào)輸入電路，由集成電路芯片(可采用適當(dāng)型號(hào)的CMOS或TTL等其他型號(hào)的集成芯片)組成的多功能邏輯控制電路，延時(shí)電路，以及信號(hào)輸出電路，全部零部件安裝在一塊電路板上，并用環(huán)氧樹(shù)脂在殼體內(nèi)封裝成塊，使的本發(fā)明的傳感器具有角度、開(kāi)路位移、短路位移、感應(yīng)等多種信號(hào)的檢測(cè)功能。下面是附圖的圖面說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型傳感器的電路工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的主要零部件水銀開(kāi)關(guān)IN1，集成芯片IC等在電路板上安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的電路、結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行描述，以便有進(jìn)一步的了解。
參照附圖，由多種信號(hào)輸入端組成的信號(hào)輸入電路部分包括了用于角度信號(hào)檢測(cè)的水銀開(kāi)關(guān)IN1、用于開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)的開(kāi)路信號(hào)輸入端IN2、用于短路位移信號(hào)檢測(cè)的短路信號(hào)輸入端IN3、以及用于感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)的感應(yīng)端IN4。在邏輯控制電路部分，采用型號(hào)為CD4011的CMOS集成芯片IC，IC的輸入端子1、12、13與水銀開(kāi)關(guān)IN1，電阻R2、R3、R4、電容C1以及二極管D的一端相連接，連接點(diǎn)為A點(diǎn)。OUT1和OUT2為傳感器的輸出端，其中OUT1直接從集成芯片IC的輸出端子10引出，OUT2經(jīng)過(guò)電容C4后也與IC的輸出端子10相連接。延時(shí)電路由IC中的與非門(mén)YF1、YF2及電阻R5和電容C3組成，它是一個(gè)負(fù)脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路。
本傳感器各種輸入信號(hào)檢測(cè)的工作原理和具體的電路元器件連接如下1、接通電源(其中C2作電源濾波用)，當(dāng)所有輸入端都處于正常穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)(IN1和IN3開(kāi)路、IN2短路，IN4懸空)，輸出端OUT1、OUT2處于低電平(對(duì)地)；當(dāng)任一輸入端處于非正常狀態(tài)時(shí)(如IN2開(kāi)路)，OUT1輸出高電平(可用于控制外部電路如音響報(bào)警電路)，同時(shí)，OUT2輸出一正脈沖電壓信號(hào)。所有輸入端恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，OUT2又輸出一負(fù)脈沖電壓信號(hào)，(OUT2輸出的脈沖信號(hào)可用于控制外部電路，如可以觸發(fā)可控硅的開(kāi)啟關(guān)斷，其脈沖寬度可由R7C4值調(diào)節(jié))。
2、角度信號(hào)檢測(cè)原理。
用于角度信號(hào)檢測(cè)部分的輸入電路由水銀開(kāi)關(guān)IN1、電阻R1、R2、R3，電容C1和集成芯片IC的與非門(mén)YF1、YF4等組成。其中水銀開(kāi)關(guān)IN1可用一支小口徑玻璃管1，內(nèi)裝一定量水銀2，玻璃管1兩端封閉，并以一定的傾斜角度安裝在電路板3上，從玻璃管1的一端接出兩根引線作為IN1的接線端(見(jiàn)附圖2)，IN1引線的一端接R3(A點(diǎn))，另一端接電源(可經(jīng)R1后接電源)。角度檢測(cè)的范圍由IN1在傳感器中所處的角度位置和整個(gè)傳感器本身的安裝位置以及所盛水銀量的多少?zèng)Q定，假設(shè)取IN1與水平面預(yù)置的夾角a為10°，在正常穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)a小于10°，IN1開(kāi)路，當(dāng)a大于10°時(shí)，水銀開(kāi)關(guān)就會(huì)接通。
其角度檢測(cè)工作原理是當(dāng)IN1開(kāi)路時(shí)，A點(diǎn)電位僅由R2和R3分壓決定，由于R2和R3電阻大小懸殊(如取R2為1mΩ，R3為100KΩ)，可知A點(diǎn)處于低電平，B點(diǎn)處于高電平，D點(diǎn)即輸出端OUT1為低電平。當(dāng)a變?yōu)榇笥?0°時(shí)，IN1接通，R1(其電阻可小于R3)經(jīng)水銀開(kāi)關(guān)IN1與R2并聯(lián)，由此可知A點(diǎn)處于高電平，B點(diǎn)為低電平，D端即OUT1端輸出高電平，同時(shí)OUT2端對(duì)地輸出一正脈沖電壓。當(dāng)a角度又變化，IN1重新開(kāi)路時(shí)，A點(diǎn)將由高電平變?yōu)榈碗娖剑珺點(diǎn)處于高電平，同時(shí)又觸發(fā)YF1與非門(mén)，延時(shí)電路開(kāi)始工作，C點(diǎn)處于低電平，使輸出端OUT1仍處于高電平。當(dāng)延時(shí)電路延遲一段時(shí)間后(延時(shí)時(shí)間由R5C3值決定，如用于車輛報(bào)警時(shí)，延時(shí)時(shí)間可取10秒以上)，C點(diǎn)翻為高電平，D點(diǎn)即輸出端OUT1由高電平突變?yōu)榈碗娖?，由于C4兩端電壓不能突變、OUT2輸出一負(fù)脈沖電壓。
由于在輸入電路中并聯(lián)電容C1，導(dǎo)致角度信號(hào)檢出有一延時(shí)(該延時(shí)時(shí)間同樣可依要求設(shè)計(jì))，假設(shè)該延遲時(shí)間為5秒，當(dāng)水銀開(kāi)關(guān)再次被接通時(shí)，只要接通時(shí)間大于5秒，則OUT1輸出端將再次輸出高電平，OUT2輸出一正脈沖，若水銀開(kāi)關(guān)一直接通，則OUT1一直處于高電平。當(dāng)水銀開(kāi)關(guān)IN1接通時(shí)間小于此延時(shí)時(shí)間時(shí)，或當(dāng)其時(shí)通時(shí)斷時(shí)(斷開(kāi)時(shí)，C1上電荷會(huì)通過(guò)R1放電)，集成芯片IC的門(mén)電路將不能被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，由此可以防止無(wú)意擺動(dòng)角度引起的誤觸發(fā)，可以消除小于5秒的干擾。(若要提高角度檢測(cè)的靈敏度，可以減小電容C1的容量直至取消C1，但會(huì)降低本電路的抗干擾能力)。
3、開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)原理。開(kāi)路位移信號(hào)輸入檢測(cè)工作主要由開(kāi)路位移信號(hào)端IN2和電阻R3實(shí)現(xiàn)，其中IN2的一端接地，另一端通過(guò)R3后與A點(diǎn)相接(A點(diǎn)接集成芯片IC的輸入端子1)，在正常穩(wěn)定狀態(tài)下，IN2的兩根引出線a和b應(yīng)在外部短路，此時(shí)，A、D兩點(diǎn)處于低電平，OUT1端對(duì)地?zé)o高電壓輸出(低電平)。一旦IN2端出現(xiàn)位移，造成IN2端外部開(kāi)路(即造成R3、C1接地端懸空)，A點(diǎn)電位立即升高，YF4、YF3的門(mén)電路翻轉(zhuǎn)B點(diǎn)為低電平，D點(diǎn)處于高電平，OUT1端對(duì)地輸出高電壓。同時(shí)OUT2端輸出一正脈沖信號(hào)。當(dāng)IN2端外部重新接通(短路)時(shí)，A點(diǎn)從高電平變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路延時(shí)一小段時(shí)間后，才使OUT1轉(zhuǎn)為低電平，OUT2端對(duì)地輸出一負(fù)脈沖信號(hào)。
4、短路位移信號(hào)檢測(cè)原理。短路位移信號(hào)輸入檢測(cè)工作主要由短路位移信號(hào)端IN3和二極管D(型號(hào)為IN4001型)實(shí)現(xiàn)，IN3的一端接地，另一端通過(guò)二極管D與A點(diǎn)相接，(A點(diǎn)接IC的端子1，即YF1的1足)，當(dāng)IN3端與地短路時(shí)，A點(diǎn)電流經(jīng)二極管D通地，A點(diǎn)處于低電平，從而觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，使OUT1端輸出高電平，OUT2端輸出一正脈沖信號(hào)，約一小段時(shí)間后，OUT1端又翻轉(zhuǎn)為低電平，OUT2端輸出一負(fù)脈沖信號(hào)。
5、感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)原理。感應(yīng)信號(hào)輸入檢測(cè)工作主要由感應(yīng)端IN4實(shí)現(xiàn)，IN4的一端懸空，另一端經(jīng)電阻R4接至A點(diǎn)(YF1之1足)，電阻R4取1～10KΩ。當(dāng)IN4端觸碰金屬或人體時(shí)，均能觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，輸出端OUT1和OUT2的工作過(guò)程狀態(tài)同IN3端作用時(shí)的輸出端狀態(tài)類似(略)。
因IN4端為感應(yīng)信號(hào)輸入端，所以比IN3端更靈敏，但抗干擾能力不如IN3端，IN3端被金屬或人體觸碰時(shí)將無(wú)反應(yīng)，具有較高的抗干擾能力。
值得一提的是，在信號(hào)輸入電路部分里，如對(duì)于開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分，還可以用多個(gè)的開(kāi)路位移信號(hào)端IN2進(jìn)行多級(jí)串連，以增加其開(kāi)路位移信號(hào)的檢測(cè)點(diǎn)；對(duì)于短路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分，也可以用多個(gè)的短路位移信號(hào)端IN3相并聯(lián)，以增加其短路位移信號(hào)的檢測(cè)點(diǎn)；對(duì)于感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)部分的輸入電路，也可以接出多個(gè)感應(yīng)端IN4，以增加其感應(yīng)信號(hào)的檢測(cè)點(diǎn)。
本發(fā)明傳感器的整個(gè)電路易于制作，在溫度范圍允許時(shí)，對(duì)水銀開(kāi)關(guān)IN1而言，還可以采用其他導(dǎo)電液體代替水銀，如可使用電介質(zhì)溶液、電解質(zhì)溶液，像CaCl2溶液，NaCl溶液等。同樣，其角度范圍可依要求在傳感器中預(yù)置，或選擇一定位置安裝傳感器來(lái)獲得。整個(gè)電路(包括水銀開(kāi)關(guān))采用環(huán)氧樹(shù)脂在殼體內(nèi)澆灌成塊，使之具有較高的抗震能力。
本實(shí)用新型的傳感器，集角度、位移、感應(yīng)信號(hào)等的檢測(cè)功能于一體，功能多，抗干擾、抗震能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，工作電壓范圍大(3V～15V)，工作溫度范圍大(－39℃～＋75℃)，元件少，成本低，可在惡劣環(huán)境下應(yīng)用而不會(huì)誤報(bào)，不但可用于摩托車、汽車、機(jī)要室等處的防盜報(bào)警裝置中。還可應(yīng)用到傾斜角度、位移、感應(yīng)等信號(hào)的檢測(cè)裝置中。
權(quán)利要求1.一種可用于摩托車、汽車、機(jī)要室等多種場(chǎng)合的報(bào)警器上使用的多功能傳感器，包括電源輸入電路、信號(hào)輸入電路部分、邏輯控制電路、延時(shí)電路以及信號(hào)輸出電路，還有安裝所需的電路板3和外殼體，其特征在于a、所述的信號(hào)輸入電路部分是包括用于角度信號(hào)檢測(cè)的水銀開(kāi)關(guān)IN1、用于開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)的開(kāi)路位移信號(hào)輸入端IN2、用于短路位移信號(hào)檢測(cè)的短路位移信號(hào)輸入端IN3、以及用于感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)的感應(yīng)端IN4所組成的多種信號(hào)輸入端；b、所述的邏輯控制電路，是采用型號(hào)為CD4011型的CMOS集成芯片IC(也可采用適當(dāng)型號(hào)的TTL集成芯片和其他型號(hào)的集成芯片)，IC的輸入端子1、12、13足與水銀開(kāi)關(guān)IN1，電阻R2、R3、R4、電容C1以及二極管D的一端在A點(diǎn)處相連接，IC的輸出端子10接信號(hào)輸出端OUT1，IC的輸出端子10經(jīng)過(guò)電容C4后接第二個(gè)信號(hào)輸出端OUT2；c、所述的延時(shí)電路是由IC中的與非門(mén)YF1、YF2及電阻R5和電容C3組成。
2.按權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是所述的用于角度信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分是由水銀開(kāi)關(guān)IN1、電阻R1、R2、R3，電容C1和集成芯片IC的與非門(mén)YF1、YF4組成。其中IN1的一端接R3(接至A點(diǎn))，另一端可經(jīng)過(guò)R1后與電源相連，角度檢測(cè)的范圍由IN1所處的角度、安裝位置和所盛水銀量的多少?zèng)Q定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是所述的用于開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分主要由開(kāi)路位移信號(hào)端IN2和電阻R3組成，IN2的一端接地，另一端通過(guò)R3后與A點(diǎn)相連接，在正常穩(wěn)定狀態(tài)下，IN2短路。
4.按權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是所述的用于短路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分主要由短路位移信號(hào)端IN3和二極管D組成，IN3的一端接地，另一端通過(guò)二極管D與A點(diǎn)相連接，在正常的穩(wěn)定狀態(tài)下，IN3開(kāi)路。
5.按權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是所述的用于感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)部分的輸入電路主要由感應(yīng)端IN4和電阻R4組成，IN4的一端懸空，另一端可以經(jīng)R4后接至A點(diǎn)。
6.按權(quán)利要求3規(guī)定的傳感器，其特征是對(duì)于開(kāi)路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分，還可以用多個(gè)的開(kāi)路位移信號(hào)端IN2進(jìn)行多級(jí)串連，以增加其檢測(cè)點(diǎn)。
7.按權(quán)利要求4規(guī)定的傳感器，其特征是對(duì)于短路位移信號(hào)檢測(cè)的輸入電路部分，還可以用多個(gè)的短路位移信號(hào)端IN3相并聯(lián)，以增加其檢測(cè)點(diǎn)。
8.按權(quán)利要求5規(guī)定的傳感器，其特征是對(duì)于感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)部分的輸入電路，也可以接出多個(gè)感應(yīng)端IN4，以增加其檢測(cè)點(diǎn)。
9.按權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是安裝在電路板3上的整個(gè)電路元器件可在一個(gè)殼體內(nèi)用環(huán)氧樹(shù)脂澆灌成塊。
10.按權(quán)利要求1規(guī)定的傳感器，其特征是對(duì)水銀開(kāi)關(guān)IN1而言，還可以采用其它導(dǎo)電液體，如CaCl2、NaCl等溶液來(lái)代替水銀。
專利摘要一種在防盜報(bào)警器上用的多功能傳感器，具有角度、位移、感應(yīng)等多種信號(hào)檢測(cè)功能，其信號(hào)輸入電路包括用于角度信號(hào)檢測(cè)的水銀開(kāi)關(guān)IN
文檔編號(hào)G08B13/22GK2085541SQ9120190
公開(kāi)日1991年9月25日 申請(qǐng)日期1991年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月29日
發(fā)明者廖榮生, 文峰山, 陳延峰, 李勇躍, 徐峰, 陳青幫 申請(qǐng)人:福州蘭天自動(dòng)化控制設(shè)備廠