感应开关是一种利用人体感应来控制的晶体管电子开关。把它安置在某些禁止人们进入的非安全区的通道或入口处,当人们靠近它时,感应开关就开始动作,接通报警器或关门执行机构,告诫人们不要进入或把门自动关上。如果用感应开关代替电源开关,只要人的手靠近感应器,即可接通或断开电源,使用起来既方便又安全。本文结合一种简单的控制小电动机的感应开关,说明它是如何把人体感应转变为电控制的过程。
工作原理

图1是感应开关的线路图。BG\(_{1}\)、L、C1、C\(_{0}\)组成电容三点式振荡器。C0为感应器对地的分电容。R\(_{1}\)、W、R3是决定BG\(_{1}\)直流工作电流的偏置电阻,R2为BG\(_{1}\)的负载电阻。C0、C\(_{1}\)与L组成振荡槽路。当接通电源时,如果正反馈电容C0取值合适,会使BG\(_{1}\)建立一个稳定的振荡。当人体的某一部分靠近感应器时,人体对地的分布电容与C0是并联的,因此相当于C\(_{0}\)变大,使正反馈量变小,以至不足以维持振荡而被迫停振。BG2、BG\(_{3}\)、BG4三个管子组成晶体管开关电路,带动继电器动作。工作过程是这样的:当接通电源后,BG\(_{1}\)开始工作,输出振荡电压,振荡电压的负半周由D1回至地端,而正半周送到BG\(_{2}\)的基极。因为BG2没设偏置电路,所以无振荡信号时BG\(_{2}\)是截止的,当有振荡信号输入时,在信号的正半周BG2导通,集电极输出了一个被放大了的信号。在信号负半周,由于信号从D\(_{1}\)到地,使BG2处于截止状态。被放大了的正半周信号经电阻R\(_{4}\)耦合到BG3的基极,使BG\(_{3}\)导通,且由于基极电流较大而使BG3进入饱和工作状态,于是集电极与发射极间的电压U\(_{ce3}\)≈0,而使BG4管的发射结正向偏压U\(_{eb4}\)≈0,BG4处于截止状态,集电极没有电流,继电器J不动作,它的两组触点仍处于常闭状态,而绿灯与电池接通,绿灯亮;202电动机回路与3伏电池接通,小电动机转动。当人体某一部分靠近感应器时,振荡器停振,无信号输出,BG\(_{2}\)处于截止状态,BG3也处于截止,管压降U\(_{ce3}\)较大,使BG4的正向偏置电压增大,使BG\(_{4}\)进入饱和状态,继电器绕组里有电流,继电器动作,断开了绿灯、电动机回路,接通了红灯回路,红灯亮,电动机停止运转。
元件选择与制作
三极管BG\(_{1}\)、BG2可采用3DG\(_{6}\)、3DG8、3DK\(_{4}\)等高频小功率管或开关管,要求β在50—120之间,Ice0≤5μA,BV\(_{ceo}\)≥25V。BG3、BG\(_{4}\)可用3AX31、3AX81等低频小功率管,β≥30,Ice0≤40,BV\(_{ce}\)0≥25V。电容C3、C\(_{4}\)、C5也可用5100Pf的电容。继电器可以用JWX—1、JRC-5M、JRX-11F、JRX—13F等,可根据作实验的需要选用有一组触点或两组触点的继电器。L可用0.05毫米的漆包线在直径为8毫米的骨架上密绕30匝即可。感应器可用铜质或铁质薄片,尺寸在200×120(毫米)\(^{2}\)左右,一般来说尺寸大些灵敏度高些,但应注意感应器与整机的相对位置、距离等对整个感应开关的灵敏度有影响,有时已调好的振荡器因感应器的尺寸大小、放置位置有变化,还得重新调整振荡器。另外据我们实验,若整机地端真正与大地相接或放在地面上,灵敏度也有所提高。元件装在图2所示的印刷板上。

调试
调试时可分为两步:
1.调整振荡器与开关电路:先把两只微调电容C\(_{1}\)、C2都置于数值最小位置,调节W使BG\(_{1}\)的集电极电流为1毫安左右,电路即能起振,一般来说此电流在0.3—2.5毫安范围内电路均能起振。至于BG1的工作点暂时用不着仔细调整,留在第二步解决。若不起振可逐渐增大C\(_{1}\)、C20开关电路部分基本上不用调整,装好后用万用表测量一下各级集电极电压,只要与表中所列的数据基本相符就可以了。如果各级电压与表中数值相差很多,可能有错焊或晶体管有问题。一般开关线路部分接好后总是一个管子截止、一个管子饱和的。此时用手触及感应器,继电器应吸动。

2.调灵敏度:因为振荡器的振荡与感应器的大小、位置、电源的种类、整机的安装等都有关,所以应把整机根据控制需要全部安装好后,在确保振荡器起振的条件下,将C\(_{1}\)、C2置于尽可能小的位置,然后细调W,结合观察继电器吸合与释放的情况,找出BG\(_{1}\)工作点,即旋动W增加阻值,使其大于或小于某一数值时BG1停振,然后将W再从临界点往回(减小)调一些即可。这时BG\(_{1}\)是处于临界振荡状态,当手掌靠近感应器约有5厘米处,电路状态变化,继电器动作。
感应器放置在与“地”绝缘的地方。由于振荡器处于临界状态,为了避免误动作,感应器不要与线路板靠得太近,调试时还应注意分布电容、仪表接入、电源电压等对振荡器的影响。(上海59中学电子工场)