東芝復合機碳粉濃度傳感器初探(k2)畢業(yè)論文

1、<p>　　東芝復合機碳粉濃度傳感器初探(K2)</p><p>　　畢業(yè)設計(論文)任務書</p><p>　?、瘛厴I(yè)設計（論文）題目</p><p>　　東芝復合機碳粉濃度傳感器初探(K2)</p><p>　?、颉厴I(yè)設計（論文）選題意義及要求</p><p>　　闡述東芝復合機碳粉濃度傳感器的結(jié)構(gòu)、

2、工作原理以及在復合機中如何應用等一系列的問題。</p><p>　?、?、畢業(yè)設計（論文）工作內(nèi)容和進度安排</p><p>　　1周：明確論文任務、搜索有關(guān)資料、解答問題；</p><p>　　2周：講解撰寫畢業(yè)論文基本格式，確定目的,講解綠色辦公知識及解答疑難；</p><p>　　3周：整理辦公設備的工作原理，還有Loire款型機器方面的

3、資料、解答問題</p><p>　　4周：搜集綠色辦公方面的資料、解答問題；</p><p>　　5-9周：場地實際操作，研究Loire機器碳粉濃度傳感器工作原理、結(jié)構(gòu)；</p><p>　　10周：將各階段文字性成果匯總并撰寫論文，解答問題；</p><p>　　11周：撰寫論文，講解答辯方法及應注意的問題、解答問題；</p>

4、<p><b>　　12周：論文答辯。</b></p><p><b>　　Ⅳ、主要參考資料</b></p><p><b>　　百度百科</b></p><p><b>　　東芝復合機服務手冊</b></p><p>　　汽車工程 教學系

5、 應用電子技術(shù)（數(shù)字辦公） 專業(yè) 班</p><p>　　學生姓名（學號） </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）時間： 自 2011 年 11 月 1 日至 2012 年 4 月 1 日</p><p>　　答辯時間： 年 月 日

6、 成績 </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　傳感器一種物理裝置或生物器官，能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)

7、換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。</p><p>　　為了通過PPC復印機及激光打印機等穩(wěn)定獲得清晰的圖像，始終將碳粉（色素粉末）和載體（磁性粉末）配比保持在最佳狀態(tài)是非常重要的。T

8、DK的可編程碳粉傳感器是以將兩者的配合比始終保持在適當程度為目的而開發(fā)的產(chǎn)品，可以通過利用與配合相對應的直流輸出電壓維持最佳狀態(tài)。</p><p>　　本課題介紹了TDK公司的碳粉濃度/余量傳感器的基本工作原理，闡述了TDK公司的碳粉濃度/余量傳感器的特點，以及在東芝復合機中的應用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：TDK、碳粉濃度、傳感器</p><p><b&

9、gt;　　Abstract</b></p><p>　　The sensor of a physical device or biological organs, can be provided to the feelings of measurement and according to certain rules can be used to convert the signal of the d

10、evice or devices, usually by the sensor and conversion components. The sensor is a detection device, can feel the measured information, and can check the sensed information, according to a certain law transform into elec

11、tric signal or other desired information in the form of output, in order to meet the needs of information </p><p>　　In order to pass the PPC copiers and laser printers and other stable obtain clear image, an

12、d always will be a toner ( pigment powder ) and carrier ( ratio of magnetic powder ) to maintain the best condition is very important. TDK programmable toner sensor is based on the mixture ratio remained in the appropria

13、te level for the purpose of product development, can be used with the corresponding DC output voltage to maintain the best condition.</p><p>　　This paper introduces the TDK concentration of toner / margin se

14、nsor basic principle, elaborated the TDK company of the toner concentration / margin sensor characteristics, as well as in the application of composite machine toshiba.</p><p>　　Key words: TDK, The concentr

15、ation of toner, Sensor</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘　要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p>

16、<b>　　第1章 緒論1</b></p><p><b>　　1．1課題背景1</b></p><p>　　1．1．1TDK公司1</p><p>　　1．2問題的提出1</p><p>　　第2章 TDK碳粉濃度/余量傳感器2</p><p><b>

17、;　　2．1產(chǎn)品特點2</b></p><p>　　2.2電器特性（參考資料）2</p><p>　　2.3電路圖（參考資料）3</p><p>　　2.3.1動作點調(diào)整3</p><p>　　2.3.2動作點切換4</p><p>　　2.3.3模擬輸出濾波器時間常數(shù)增加4</p>

18、<p>　　2.3.4數(shù)字輸出緩沖器4</p><p>　　2.3.5數(shù)字輸出閥值電壓調(diào)整4</p><p>　　2.4特性分析（參考資料）5</p><p>　　2.4.1碳粉濃度-輸出特性5</p><p>　　2.4.2控制電壓-輸出特性5</p><p>　　2.4.3溫度特性5<

19、;/p><p>　　2.4.4高溫高濕負荷試驗6</p><p>　　第3章 技術(shù)參考與工作原理6</p><p><b>　　3.1技術(shù)參考6</b></p><p>　　3.1.1傳感器面附近的顯影劑（碳粉+載體）量6</p><p>　　3.1.2碳粉傳感器附近的外部磁場的影響6<

20、;/p><p>　　3.1.3碳粉傳感器附近的導電體的影響7</p><p>　　3.1.4檢測輸出的紋波發(fā)生原因7</p><p>　　3.2基本工作原理8</p><p>　　3.2.1工作原理8</p><p>　　3.2.2電路及工作9</p><p>　　第4章 碳粉濃度傳感器—

21、—TS0524ANK-163C9</p><p>　　4.1東芝復合機K2（2500C）碳粉濃度傳感器9</p><p><b>　　結(jié)論19</b></p><p><b>　　主要參考文獻20</b></p><p><b>　　致 謝21</b></p&

22、gt;<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1．1課題背景</b></p><p>　　復印機被稱之為“文明的引擎”， 1938年美國物理學者查斯特．卡爾遜(Chester Carlson)發(fā)明了復印機并成功復印了數(shù)百億份文件，他的發(fā)明成為繼畢生和古藤堡發(fā)明活版印刷術(shù)后對印刷業(yè)最大的貢獻。復印機的出

23、現(xiàn)使得抄寫時代開始消亡，提高了人們的辦公效率，使信息流通得更加快捷。1959年9月，美國Xerox公司制成了世界上第一臺全自動復印機之后‘，數(shù)家企業(yè)開始致力于靜電復印技術(shù)研究，主要有Xerox、Canon、Oc6、Ricoh等十多家大公司，使得當今復印機工業(yè)已發(fā)展成為一個巨大的產(chǎn)業(yè)群體，其年收入已達數(shù)十億美元之多川。與此同時，隨著計算機技術(shù)、激光技術(shù)、新材料技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展以及信息時代的到來，靜電復印技術(shù)的發(fā)展日新月異

24、。復印機由模擬式轉(zhuǎn)化為數(shù)字式，由黑自復印變成雙色、多色及全彩色復印，由單功能復印變成多功能復印，而且該技術(shù)已應用到打印機、傳真機上，形成全新的激光打印機和普通紙傳真機，使計算機和辦公設備、通訊設備緊密融合在一起，真正形成了辦公自動化系統(tǒng)行業(yè)。</p><p>　　1．1．1TDK公司</p><p>　　TDK是一個著名的電子工業(yè)品牌，一直在電子原材料及元器件上占有領(lǐng)導地位。TDK的創(chuàng)始人

25、加藤與五郎博士和武井武兩博士在東京發(fā)明了鐵氧體后，于1935年創(chuàng)辦了東京電氣化學工業(yè)株式會社(Tokyo Dengikagaku Kogyo K.K)，這個名字的前身是東京工業(yè)大學電化學系，加藤與五郎博士和武井武博士，在該大學電化學系授課。1983年，該名字正式更名為如今的TDK株式會社，取的是原名稱Tokyo（東京） Denki（電氣） Kagaku（化學）的首字母，開始從事該磁性材料的商業(yè)開發(fā)和運營。作為世界著名的電子工業(yè)品牌，TD

26、K一直在電子原材料及元器件上占有領(lǐng)導地位。其產(chǎn)品廣泛應用于資訊，通訊，家用電器以及消費型電子產(chǎn)品，其主要產(chǎn)品電感、電容器、電磁干擾抑制器件、傳感器等。</p><p><b>　　1．2問題的提出</b></p><p>　　無論是在數(shù)字式復印機還是模擬式復印機中，自動碳粉濃度監(jiān)測都是非常重要的，為了通過PPC復印機以及激光打印機等穩(wěn)定獲得清晰的圖像，始終將碳粉<

27、;/p><p>　　（色素碳粉）和載體（磁性粉末）配比保持在最佳狀態(tài)，TDK公司提供了可編程碳粉傳感器，就是以兩者的配合比始終保持在適當程度為目的產(chǎn)品，可通過利用與配合比相對應的直流輸出電壓維持最佳狀態(tài)。本次課題采用的型號為TS0524ANK-163C,TS是TDK公司墨粉傳感器其中一個系列的名字，05代表傳感器內(nèi)部工作電壓標準為5V，24代表外部開關(guān)電源供電電壓標準為24V，A代表模擬輸出為真，N代表數(shù)字輸出為假，

28、K代表傳感器的高頻磁頭直徑為8mm，163c是TDK的內(nèi)部號。主要闡述這個型號的墨粉濃度傳感器由什么構(gòu)成的？它的各個構(gòu)成部分分別起到什么作用？它檢測的是什么？它怎么工作的？等等問題，在下面我將會簡單的做一下解釋。</p><p>　　第2章 TDK碳粉濃度/余量傳感器</p><p><b>　　2．1產(chǎn)品特點</b></p><p>　　1．

29、碳粉濃度/余量傳感器是一種通過采用高性能鐵氧體磁心的差動變壓器方式工作的可編程碳粉濃度傳感器，內(nèi)置電壓控制調(diào)整功能，因此只需對控制線施加直流電壓，即可讓傳感器的動作點廣泛的為內(nèi)進行變化。</p><p>　　2．控制輸入線可以不設任意長度，因此可以將傳感器的調(diào)整點設置在裝置最容易操作的位置上。</p><p>　　3．控制范圍廣泛，可以簡單地進行因顯影劑的變更等引起的動作點的重新設定。&l

30、t;/p><p>　　4．通過利用CPU對控制電壓進行控制，可實現(xiàn)自動調(diào)整。</p><p>　　5．多色印刷裝置也可通過改變控制電壓簡單地對各種顏色相對應的動作點的變動進行補正，所以無需按照每種顏色準備動作點各不相同的傳感器，只需一個傳感器即可應對所有顏色。</p><p>　　6．因?qū)儆诔⌒托螤?，可簡單地設定傳感器的設置點。</p><p>

31、;　　2.2電器特性（參考資料）</p><p>　　※上述數(shù)值為可編程碳粉傳感器TS0524LB-X的值</p><p>　　2.3電路圖（參考資料）</p><p>　　2.3.1動作點調(diào)整</p><p>　　2.3.2動作點切換</p><p>　　2.3.3模擬輸出濾波器時間常數(shù)增加</p>&

32、lt;p>　　2.3.4數(shù)字輸出緩沖器</p><p>　　2.3.5數(shù)字輸出閥值電壓調(diào)整</p><p>　　2.4特性分析（參考資料）</p><p>　　2.4.1碳粉濃度-輸出特性</p><p>　　2.4.2控制電壓-輸出特性</p><p><b>　　2.4.3溫度特性</b>

33、;</p><p>　　2.4.4高溫高濕負荷試驗</p><p>　　第3章 技術(shù)參考與工作原理</p><p><b>　　3.1技術(shù)參考</b></p><p>　　3.1.1傳感器面附近的顯影劑（碳粉+載體）量</p><p>　　傳感器面附近的顯影劑量（下圖的D）較少時（5mm以下），傳

34、感器面的檢測靈敏度比所設定的靈敏度要低。通過預先在電路上設置傳感器輸出增幅，可以對檢測感度的下降進行補償，但耐壞境性及溫度特性會出現(xiàn)劣化等，無法獲得工作的穩(wěn)定性。因此，進行顯影劑容器及輸出結(jié)構(gòu)的設計時，需要將顯影劑的最少量設計為6mm以上</p><p>　　傳感器與顯影劑靈敏度的模型</p><p>　　3.1.2碳粉傳感器附近的外部磁場的影響</p><p>　

35、　如果將傳感器設置在會對傳感器本體施加直流磁場的環(huán)境（傳感器附近有直流磁場發(fā)生源時等）下，根據(jù)直流磁場強度，預先設定的傳感器的動作點會發(fā)生</p><p>　　變動。此外，各個裝置所發(fā)生的直流磁場的強度各不相同時，需要根據(jù)各自的直流磁場強度重新設置傳感器的作用點?；旧?，需求設置在沒有直流磁場影響的設置環(huán)境。還有，施加在傳感器本體上的直流磁場高出一般水平時，在傳感器部分設置有磁力屏蔽磁心的定制時，顯影劑中所含的磁

36、性粉末（載體）會積存在磁心位置，有時會導致無法正常工作。</p><p>　　3.1.3碳粉傳感器附近的導電體的影響</p><p>　　傳感器附近存在導電體時，會有引起傳感器動作點變動的危險，但只要保持一定程度的距離，通過重新設定動作點便可恢復正常工作。但是如下圖所示，在導電體極端接近傳感器的狀態(tài)下，有時會出現(xiàn)超出傳感器動作點調(diào)整范圍的情況。</p><p>　　

37、3.1.4檢測輸出的紋波發(fā)生原因</p><p>　　檢測輸出的紋波發(fā)生于傳感器附近的顯影劑流動不穩(wěn)定時。根據(jù)紋波的大小，控制精度有時會出現(xiàn)顯著降低，因此，為了能夠總是進行穩(wěn)定的檢測，在進行傳感器安裝位置的設計時，需對顯影劑的流動（流量的穩(wěn)定性）加以充分考慮。傳感器內(nèi)置有吸收紋波的濾波器，因此只要是通常的紋波水平幾乎不會有問題。但是，所發(fā)生的紋波超過一半水平變得較大時，有時會出現(xiàn)以下不良狀況。</p>

38、<p>　　顯影劑不穩(wěn)定的流動形成檢測出紋波時的變現(xiàn)樣態(tài)的模型。</p><p>　　現(xiàn)在，以動作點C0為重心，假設顯影劑的流動中發(fā)生C0→C1→C0→C2→C0的較小幅度的波動。這種不穩(wěn)定的流動反映為輸出紋波E1~E2的波動。這種情況下，如果輸出紋波的波動幅度在傳感器的動作范圍內(nèi)，通過對輸出信號進行濾波，可獲得穩(wěn)定的傳感器特性。但是，顯影劑的流動為極端不穩(wěn)定的</p><p&g

39、t;　　C0→C3→C0→C4→C0時，如輸出紋波的峰值顯示為E3，E4一般，有超過傳感器飽和范圍的危險性。在這種情況下，傳感器只在P0→P1之間和P2→P3→P4之間及P5→P6之間進行傳感動作，而在P1→P2之間和P4→P5之間，傳感器處于飽和狀態(tài)，無法進行原本可以發(fā)揮的傳感動作。也就是說，這意味著傳感器靈敏度將大幅度降低。</p><p><b>　　3.2基本工作原理</b><

40、/p><p><b>　　3.2.1工作原理</b></p><p>　　碳粉傳感器檢測磁性顯影劑的碳粉濃度/余量。因顯影劑為磁性體，磁性顯影劑較少時，磁阻便會變大，相反磁性顯影劑較少時，磁阻便會變小。如果檢測出顯影劑磁阻的大小，便可得知碳粉濃度/余量，但由于磁阻的變化非常小，所以其檢測需要花費一些時間。</p><p>　　1-1.差動變壓器型傳

41、感器的檢測原理</p><p>　　圖1-1是差動變壓器的原理圖。由于差動變壓器是將驅(qū)動線圈L1，檢測線圈L3，基準線圈L2設于同一磁心的變壓器，所以用高頻（500kHz）驅(qū)動L1，差動輸出V0為：V0=（V2-V3） 在這里，我們可以假設關(guān)于標準濃度/余量的檢測，兩基準線圈的輸出電壓為V30，V20，設計為V30=V20時，濃度/余量變化所引起的檢測線圈輸出變化量(ˇ?ˇ) 相對于△V3為：</p>

42、<p>　　V0=V20-(V30+△V3)= -△V3</p><p>　　微小變量△V3即為差動輸出。然后對于通常的顯影劑，相對于檢測面附近的碳粉余量的10g變化量，△V3為了再0.1左右下檢測電壓的變化，需要10倍左右的直流增幅器，傳感器的穩(wěn)定度會大幅度降低。</p><p>　　3.2.2電路及工作</p><p>　　如圖2-1所示的電路，將

43、EX-OR門用于位相比較器，OSC，波形整形。</p><p>　　IC1作為Colpitts OSC工作，以約500kHz對驅(qū)動線圈進行驅(qū)動。</p><p>　　IC2作為波形整形反相器工作，將差動輸出整形為矩形波。</p><p>　　IC3作為香味比較器工作。</p><p>　　C1為共振用電容器，起著在傳感器面上沒有顯影器時將模擬

44、輸出偏置控制在最小程度的作用。</p><p>　　R1用于將模擬輸出靈敏度保持在適當?shù)某潭取?lt;/p><p>　　2-1碳粉濃度傳感器電路</p><p>　　第4章 碳粉濃度傳感器——TS0524ANK-163C</p><p>　　4.1東芝復合機K2（2500C）碳粉濃度傳感器</p><p>　　K2機器的碳

45、粉濃度傳感器采用的是TDK公司型號為TS0524ANK-163C的傳感器,TS是TDK公司墨粉傳感器其中一個系列的名字，05代表傳感器內(nèi)部工作電壓標準為5V，24代表外部開關(guān)電源供電電壓標準為24V，A代表模擬輸出為真，N代表數(shù)字輸出為假，K代表傳感器的高頻磁頭直徑為8mm，163c是TDK的內(nèi)部號。</p><p>　　圖4.1是這種傳感器拆除外殼之后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，整體分三個部分，從左到右分別是對外信號接口、功能

46、處理芯片、檢測磁頭。對外信號接口是一個四針接口，功能處理芯片是一個由或門和震蕩器構(gòu)成的邏輯電路，檢測磁頭是帶一個一次線圈兩個二次線圈的高頻變壓器。</p><p>　　4.1-TS0524ANK-163C型傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在東芝多功能數(shù)碼復印機的維修手冊上面有一個信號走向圖(4.2)。請注意一下用黃色標示的部分，在顯影劑上方就是自動墨粉傳感器，它有一部分是深入到顯影劑

47、內(nèi)部的，自動墨粉傳感器對外信號端口的信號有兩個走向，如圖所示，一個由模擬電壓信號形成的墨粉濃度信號傳遞到了LGC板上的引擎CPUIC53的模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口上，另一個由數(shù)字電壓信號形成的控制電壓信號是從集成芯片IC72這個模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳遞給自動墨粉傳感器的。在計算機內(nèi)運行的都是數(shù)字信號，而K2機器也相當于一個獨立的計算機，它也是運行數(shù)字信號的，而這款墨粉濃度傳感器輸出是模擬信號，所以傳感器的對外接口與K2處理系統(tǒng)之間加上了模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。&

48、lt;/p><p>　　4.2-碳粉濃度信號走向圖</p><p>　　圖4.3是傳感器的功能構(gòu)成模塊。是東芝復印機維修手冊上所提供的傳感器輸出給LGC引擎CPU的這部分功能簡圖，如黃色方框所劃分的，它分為了驅(qū)動線圈和檢測轉(zhuǎn)換電路兩大部分，檢測線圈電路和直流轉(zhuǎn)換電路都是由傳感器中以或門電路為核心的邏輯電路組成，而檢測線圈則是由一個頻率為500KHz的高頻線圈和線圈中間的磁芯構(gòu)成。</p&

49、gt;<p>　　4.3-傳感器功能結(jié)構(gòu)模塊</p><p>　　因為傳感器的功率比較小，在檢測的驅(qū)動功率一定的情況下，頻率越高，線圈中導線的直徑可以做得越小，這樣相同大小的線圈中可以繞制的導線圈數(shù)更多，導線扎數(shù)越多，相同磁通情況下所感應的電流越大，這也提高了檢測的精度，同時由于導線直徑變小，檢測線圈可以做得更小，這樣也減小了整個傳感器的外形，有利于在更適合的空間中對墨粉進行檢測而不至于對墨粉的流通

50、產(chǎn)生阻礙。</p><p><b>　　4.4-高頻變壓器</b></p><p>　　K2機器檢測線圈對墨粉進行檢測的原理如這幅高頻線圈示意圖(4.5)，L1、L2、L3代表變壓器中的三個線圈，L1是一次側(cè)的線圈，L2、L3是二次側(cè)的線圈。L1提供了檢測用的驅(qū)動電流；在L1和L2之間放置的是磁芯，由于磁芯中的磁通是固定不變的，因而L2中感應到的電流大小是不變的，L1

51、和L3之間是利用墨粉中含有鐵氧體成分的載體所產(chǎn)生的磁通來使L3感應出電流，隨著墨粉的不斷使用，墨粉在不斷消耗，載體的濃度在不斷增加，導致鐵氧體產(chǎn)生的磁通不斷變大，從而使L3中感應到的電流不斷變大。用V2表示L2中感應到的電壓，用V3表示L3中感應到的電壓，將V0表示V2和V3的電勢差，那么就可以將檢測到的墨粉濃度變化轉(zhuǎn)變成V0的電壓變化。而正是通過檢測V0的大小來檢測墨粉濃度的大小的。黑色部分表示顯影劑，橙色部分是L3線圈，粉紅部分是L

52、1線圈，綠色部分是L2線圈，淡綠色部分是線圈中的磁芯，在磁芯和顯影劑中間有一個黃色的小空隙，我們把它叫做磁隙，由于在磁隙部分聚集了顯影劑到線圈L3磁路中最多的磁力線，因而這一部分也是L3線圈中磁通最強的地方，L3線圈正是依靠這一部分使它自身感應的電流大小發(fā)生變化。利用V0作為差</p><p>　　使得下面對檢測到的電壓信號有一個方便的處理辦法。</p><p>　　4.5-高頻線圈示意圖

53、</p><p>　　或門，它是數(shù)字電路其中一個最基本的邏輯表示方式。舉一個例子來說，在上下兩個水池中間架了兩條帶有閥門的管道，只要我打開其中一個閥門，上水池的水就可以流到下水池中?；蜷T就表示了這兩個閥門的邏輯關(guān)系，只要A閥門或者B閥門中的一個閥門打開，下水池就有水。如果將閥門的開用1表示，關(guān)用0表示，下水池有水用1表示，下水池沒有水用0表示，那么將閥門A、B的開關(guān)狀態(tài)以及下水池有無水的情況列成用0和1表示成的表

54、格，就構(gòu)成了我們所說的真值表。圖4.6右側(cè)就是一個帶有兩路輸入一路輸出的或門真值表。左側(cè)是傳感器中所用到的或門集成芯片，中間這張圖是它的管腳說明，從圖中可以看到，這個集成芯片中有四個或邏輯門，ABJ、CDK、EFL和HGM,都是兩路輸入一路輸出的或門。集成芯片的24V直流工作電壓由VDD和VSS兩個管腳提供。因為在這個傳感器中用到了四個或邏輯門，而且這四個邏輯門分別擔當了不同的作用。</p><p><b&

55、gt;　　4.6-或門電路</b></p><p>　　為將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個過程。如圖4.7所示，模擬曲線是一條隨著時間軸變化的幅值連續(xù)的量f=f(t)。將取樣電路每次得到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號都需要一定的時間，為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)定值，每次取得的模擬信號必須通過保持電路保持一段時間。取樣與

56、保持過程往往是通過取樣—保持電路同時完成的。取樣時，在時間軸上等間距的，也就是周期性的在曲線上依次采取不同的模擬信號點；取完點之后，將變量f沿著縱軸（也就是變量f幅度變化的方向）等量化，這樣對模擬曲線取樣得到的模擬信號點等量化之后得到的就是離散的幅度變化的信號，將此信號經(jīng)過算法處理也就是編碼處理，比如用布爾代數(shù)進行加權(quán)標示法，使之成為一個二進制數(shù)列，這樣就形成了數(shù)字信號。</p><p><b>　　4

57、.7-A/D轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　通過以上的說明，根據(jù)(圖4.8)K2墨粉濃度傳感器的實際電路原理圖。下圖的具體結(jié)構(gòu)。1、4之間的線圈是墨粉檢測信號線圈，1、5之間的線圈是基準電壓信號線圈，2、3之間的線圈是一次側(cè)激勵源電壓線圈；方框中的部分是給2、3之間的激勵源電壓線圈提供震蕩電壓的RC震蕩電路；而RC震蕩電路的工作電壓則是通過IC1這個或門的輸出提供的；IC1的一路輸入Vcc作為控制電

58、壓一方面起到控制整個傳感器工作的作用，另一方面也起到了給傳感器線圈部分提供工作電壓。這個過程具體是，只要或門的一個輸入端提供的是高電平，那么或門輸出就是高電平。也就是說，當Vcc電壓為高時，IC1的輸出端就是高電平，這時，RC震蕩電路C4電容和R2電阻串聯(lián)的兩端一個是高電平，一個是地，C4電容通過地進行放電，將R2接C4這一端的電壓拉至地電勢；C4放電完成后又經(jīng)過R2電阻進行充電，充到C4接R2這一端的電壓等于IC1輸出端電壓時，R2上

59、面的電勢就等于IC1的電勢，隨著C4電容充放電的變化，R2上面的電壓也就不斷的變化著，這樣R2上面變化的電壓就形成了RC震蕩，震蕩的頻率與電容的容量、電阻的阻值之間有直接的函數(shù)關(guān)系，因而2、3之間的一次</p><p>　　使IC3的輸出為低電平，傳感器對外也就沒有信號了，這就是Vcc的控制作用。只要Vcc電平為低，傳感器就沒有輸出信號。電路圖上，R1是檢測線圈的采樣電阻，檢測線圈的電壓變化會導致R1電壓的變化，

60、通過對R1電阻電壓 的采樣就可以知道檢測線圈的電壓變化，這個電阻的精度非常高，溫漂也很小，這樣就保持了模擬輸出的精度，C1是諧振電容，由于電容工作時會存儲電荷，所以當傳感器表面沒有顯影劑時，C1電容會保持采樣電阻上面的電勢到一個最小值，不至于使它等于地電勢，同時它也起到了采樣保持過程中的保持最用。IC2這個或門和R3一起構(gòu)成了一個波形修整器，將從采樣電阻R1那里得到的不同波形整成矩形波。具體的修整方法是在500KHz的高頻下，R1測得了

61、一系列大小不同的電壓點，這些電壓通過R3的量化，再加載在IC2的輸出上，使得IC2的輸出，成為了高于地電勢，在一個固定值上下變動的矩形波。在固定值上方的可以認為是輸出電壓高，在固定值下方的可以認為是輸出電壓低。整個波形對地都有一定的電勢，從而不容易導致地線將信號拉低而產(chǎn)生的失真現(xiàn)象。 在前面提到過為什么不直接將V3感應出來的電壓作為檢測信號，通過這里就得到了解釋。C</p><p>　　4.8-K2墨粉濃度傳感器

62、的實際電路原理圖</p><p>　　圖4.9是傳感器的真實電路。左側(cè)四個對外信號端口從上到下依次是電壓控制信號線，24V直流工作電壓線，墨粉濃度信號輸出線，信號地線。中間大的黑色方塊是或門集成芯片，右邊中間的圓圈是激勵源線圈，上方檢測線圈，下方基準源線圈。電壓控制信號線上為高電平時(LGC給5V信號時)，控制信號線給高頻線圈提供了檢測用的電壓，并保持了這個或門的另一個輸入端信號的輸出；電壓控制信號線上為低電平時

63、(LGC沒給5V信號時) ，整個傳感器電路關(guān)閉，傳感器沒有信號輸出。24V直流工作電壓線為集成或門芯片提供了工作電壓；墨粉濃度信號輸出線將檢測到的墨粉濃度電壓信號輸出給邏輯板，它輸出的是模擬信號；信號地線作為整個傳感器的地電勢點。</p><p>　　左下圖是傳感器電路原理圖，傳感器通過電壓控制信號線Vcc的控制和激勵，對從高頻變壓器檢測到的墨粉濃度變化進行處理，最后由輸出信號端輸出。</p>&l

64、t;p>　　右下圖是傳感器的控制核心，集成或門邏輯芯片，它含有四個獨立的三端或邏輯門，工作電壓24V直流。</p><p>　　4.9-傳感器的真實電路</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　總結(jié)全文， K2自動墨粉濃度傳感器的整體包括傳感器外殼、對外信號接口、功能處理芯片、檢測磁頭。檢測磁頭是一個高頻變壓器，它有

65、一個一次線圈和兩個二次線圈，二次線圈一個是檢測墨粉濃度變化另一個是基準信號，通過一次線圈高頻電壓的激勵，二次線圈產(chǎn)生感應電壓，兩個二次線圈的電壓差作為檢測到的墨粉濃度變化信號，由功能處理芯片對檢測信號波形進行處理，最后通過對外信號接口中的墨粉濃度信號輸出線輸出給邏輯板。整個傳感器的工作狀態(tài)由對外信號接口中的電壓控制信號線進行控制。</p><p><b>　　主要參考文獻</b></

66、p><p>　　[1] 東芝e-STUDIO2500C-3500C-3510C復印機維修手冊</p><p><b>　　[2] 百度百科</b></p><p>　　[3] 豆丁網(wǎng)論文集</p><p>　　[4] 江小喬《K2&Mash墨粉濃度傳感器略解》</p><p>　　[5