CN102566502A - 人体接近感应装置 - Google Patents

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Abstract

一种人体接近感应装置，包括一信号发生电路、一距离感测电路、一门电路、一积分电路、一距离判断电路及一报警电路，所述信号发生电路产生一第一信号，所述距离感测电路侦测被感应物与该感应装置的距离并接收所述第一信号，所述距离感测电路根据被感应物与该感应装置的距离输出一第二信号和第三信号，所述门电路接收该第二和第三信号，并根据该输出一电平信号，所述积分电路接收该电平信号，并将该电平信号转换为一直流电压信号，所述距离判断电路接收该直流电压信号，并将该直流电压信号与一参考电压信号进行比较后输出一控制信号，所述报警电路接收该控制信号并报警。

Description

人体接近感应装置
技术领域
本发明涉及一种感应装置，特别是一种人体接近感应装置。
背景技术
目前许多工厂在危险区域例如冲压机床或者切削设备附近都没有设置警示标识，一旦使用者误入危险区域容易造成身体伤害，某些设备附近虽然设有警示标识但不具备精确的指示效果，无法彻底避免使用者误入危险区域而受到伤害。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种当使用者误入危险区域可自动报警的人体接近感应装置。
一种人体接近感应装置，包括一信号发生电路、一距离感测电路、一门电路、一积分电路、一距离判断电路及一报警电路，所述信号发生电路产生一第一信号，所述距离感测电路侦测被感应物与该感应装置的距离并接收所述第一信号，所述距离感测电路根据被感应物与该感应装置的距离输出一第二信号和第三信号，所述门电路接收该第二和第三信号，并根据该输出一电平信号，所述积分电路接收该电平信号，并将该电平信号转换为一直流电压信号，所述距离判断电路接收该直流电压信号，并将该直流电压信号与一参考电压信号进行比较后输出一控制信号，所述报警电路接收该控制信号并报警。
相较于现有技术，本发明人体接近感应装置通过距离感测电路侦测被测物与该感应装置的距离，当侦测到的被测物与该感应装置的距离对应的直流电压信号大于所述参考电压信号时，所述距离判断电路输出控制信号控制所述报警电路报警。
附图说明
图1是本发明人体接近感应装置较佳实施方式的方框图。
图2是图1中人体接近感应装置的电路图。
主要元件符号说明
信号发生电路    100
距离感测电路    200
感应金属片      201
门电路          300
积分电路        400
距离判断电路    500
报警电路        600
第一运算放大器  U1
晶体振荡器      X
第二运算放大器  U2
第三运算放大器  U3
磁珠            F
异或门芯片      U4
比较器          U5
可变电阻        RP
第一至第五电阻  R1～R5
第一至第三电容  C1～C3
具体实施方式
请参阅图1，本发明人体接近感应装置较佳实施方式用以在被感应物靠近该感应装置时报警提示，包括一信号发生电路100、一距离感测电路200、一门电路300、一积分电路400、一距离判断电路500及一报警电路600。所述信号发生电路100产生一第一信号，所述距离感测电路200侦测被感应物(如人体)与该感应装置的距离并接收所述第一信号。所述距离感测电路200根据被感应物与该感应装置的距离输出一第二信号和第三信号。所述门电路300接收该第二和第三信号，并输出一电平信号。所述积分电路400接收该电平信号，并将该电平信号转换为一直流电压信号。所述距离判断电路500接收该直流电压信号，并将该直流电压信号与一参考电压信号进行比较后输出一控制信号。所述报警电路600接收该控制信号并报警。
请参阅图2，所述信号发生电路100包括一第一运算放大器U1、一晶体振荡器X、一第一电阻R1及一第一电容C1。所述第一运算放大器U1的同相输入端和反相输入端分别经由所述第一电阻R1和第一电容C1接地。所述第一运算放大器U1的同相输入端还经由所述晶体振荡器X电性连接第一运算放大器U1的输出端。
所述距离感测电路200包括一第二运算放大器U2、一第三运算放大器U3、一感应金属片201、一磁珠F、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4及一第二电容C2。所述第二运算放大器U2的同相输入端经由所述第二电阻R2电性连接磁珠F一端。所述磁珠F另一端电性连接所述感应金属片201以侦测被感应物与该感应装置的距离。所述第二运算放大器U2的同相输入端还经由所述第二电阻R2电性连接第二电容C2一端。所述第二电容C2另一端接地。所述第三运算放大器U3的同相输入端经由所述第三电阻R3电性连接第四电阻R4一端。所述第四电阻R4另一端电性连接所述磁珠F与第二电阻R2之间的连接节点。所述第三运算放大器U3的同相输入端还经由第三电阻R3电性连接所述第一运算放大器U1的输出端。所述第三运算放大器U3的反相输入端电性连接所述第二运算放大器U2的反相输入端。
所述门电路300包括一异或门芯片U4。所述异或门芯片U4包括一第一输入端P1、一第二输入端P2及一输出端P3。所述第一和第二输入端P1、P2分别电性连接所述第二和第三运算放大器U2、U3的输出端。
所述积分电路400包括一第五电阻R5及一第三电容C3。所述第五电阻R5一端电性连接所述异或门芯片U4的输出端P3。所述第五电阻R5另一端经由所述第三电容C3接地。
所述距离判断电路500包括一比较器U5及一可变电阻RP。所述可变电阻RP包括一第一端、一第二端及一调节端。所述比较器U5的同相输入端电性连接所述第五电阻R5与第三电容C3之间的连接节点。所述比较器U5的反相输入端电性连接所述可变电阻RP的调节端。所述可变电阻RP的第一端接收一+5V第一直流电压。所述可变电阻RP的第二端接地。所述比较器U5的输出端输出所述控制信号。
工作时，若所述感应金属片201侦测到有被感应物靠近该感应装置时，所述被感应物与感应金属片201之间形成一动态电容。所述动态电容的电容值大小随着所述被感应物与感应金属片201之间距离的减小而增大。所述动态电容与第二电容C2之间形成并联关系，当该动态电容的电容值增大时其与第二电容C2的并联电容值也随之增大。所述第四电阻R4、第二电容C2和感应金属片201在所述第二运算放大器U2的同相输入端形成一延时电路。所述信号发生电路100产生的第一信号被延时输入所述第二运算放大器U2，且所述信号发生电路100产生的第一信号未被延时输入所述第三运算放大器U3，使得所述第二和第三运算放大器U2、U3的输出端输出的第二信号和第三信号之间存在一相位差，即所述异或门芯片U4的第一输入端P1与第二输入端P2的输入不同，此时所述异或门芯片U4的输出端P3输出高电平信号，所述高电平信号经积分电路400转换为一线性直流电压。由于所述异或门芯片U4的输出端P3输出的电平信号的占空比大小与所述第二信号和第三信号之间相位差的大小成正比，因此所述被感应物与感应金属片201之间距离越小则所述异或门芯片U4的输出端P3输出的电平信号的占空比越大，即经所述积分电路400输出的线性直流电压越大。所述+5V第一直流电压经可变电阻RP在所述比较器U5的反相输入端产生所述参考电压。当所述积分电路400输出的线性直流电压大于所述参考电压时，所述比较器U5的输出端输出高电位的控制信号驱动所述报警电路600报警。通过调节所述可变电阻RP调节端的位置可改变其阻值大小，从而可对所述参考电压的大小进行调节，进而可对被感应物靠近该感应装的报警临界距离进行调节。其中，所述报警电路600可为发光或发声元件用以提醒使用者注意。

Claims (9)

1.一种人体接近感应装置，包括一信号发生电路、一距离感测电路、一门电路、一积分电路、一距离判断电路及一报警电路，其特征在于：所述信号发生电路产生一第一信号，所述距离感测电路侦测被感应物与该感应装置的距离并接收所述第一信号，所述距离感测电路根据被感应物与该感应装置的距离输出一第二信号和第三信号，所述门电路接收该第二和第三信号，并根据该输出一电平信号，所述积分电路接收该电平信号，并将该电平信号转换为一直流电压信号，所述距离判断电路接收该直流电压信号，并将该直流电压信号与一参考电压信号进行比较后输出一控制信号，所述报警电路接收该控制信号并报警。
2.如权利要求1所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述信号发生电路包括一第一运算放大器、一晶体振荡器、一第一电阻及一第一电容，所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端分别经由所述第一电阻和第一电容接地，所述第一运算放大器的同相输入端还经由所述晶体振荡器电性连接第一运算放大器的输出端。
3.如权利要求2所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述距离感测电路包括一第二运算放大器、一第三运算放大器、一感应金属片、一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻及一第二电容，所述第二运算放大器的同相输入端经由所述第二电阻电性连接感应金属片以侦测被感应物与该感应装置的距离，所述第二运算放大器的同相输入端还经由所述第二电阻电性连接第二电容一端，所述第二电容另一端接地，所述第三运算放大器的同相输入端经由所述第三电阻电性连接第四电阻一端，所述第四电阻另一端电性连接所述感应金属片与第二电阻之间的连接节点，所述第三运算放大器的同相输入端还经由第三电阻电性连接所述第一运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的反相输入端电性连接所述第二运算放大器的反相输入端。
4.如权利要求3所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述门电路包括一异或门芯片，所述异或门芯片包括一第一输入端、一第二输入端及一输出端，所述第一和第二输入端分别电性连接所述第二和第三运算放大器的输出端。
5.如权利要求4所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述积分电路包括一第五电阻及一第三电容，所述第五电阻一端电性连接所述异或门芯片的输出端，所述第五电阻另一端经由所述第三电容接地。
6.如权利要求5所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述距离判断电路包括一比较器及一可变电阻，所述可变电阻包括一第一端、一第二端及一调节端，所述比较器的同相输入端电性连接所述第五电阻与第三电容之间的连接节点，所述比较器的反相输入端电性连接所述可变电阻的调节端，所述可变电阻的第一端接收一第一直流电压，所述可变电阻的第二端接地，所述比较器的输出端输出所述控制信号。
7.如权利要求3至6中任意一项所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述第一运算放大器的输出端用以输出所述第一信号，所述第二和第三运算放大器的输出端分别用以输出所述第二和第三信号。
8.如权利要求6所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述异或门芯片的输出端用以输出所述电平信号，所述第五电阻与第三电容之间的连接节点用以输出所述直流电压信号，所述比较器的输出端用以输出所述控制信号。
9.如权利要求1至6中任意一项所述的人体接近感应装置，其特征在于：所述报警电路包括一发光或发声元件。
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