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开关式光电传感器及应用优化

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:开关式光电传感器利用光电元件受光照(无光照)时有(无)电信号输出的特性,将被测量转换成断续变化的开关信号。开关式光电传感器要求光电元件的灵敏度高,而对光照特性的线性要求不高。光电数字转速表。光电器件多采用光电池、光敏二极管和光敏三极管。图8.48~图8.51分别是对射式光电开关、扩散反射式光电开关、镜面反射式光电开关、光幕传感器的典型应用举例。

开关式光电传感器及应用优化

开关式光电传感器利用光电元件受光照(无光照)时有(无)电信号输出的特性,将被测量转换成断续变化的开关信号。开关式光电传感器要求光电元件的灵敏度高,而对光照特性的线性要求不高。

【例8.5】 光电数字转速表

图8.45所示是光电数字转速表的工作原理。图(a)是在待测转速轴上固定一个带孔的调制盘[也可以是图(c)所示的锯齿形调制盘],在调制盘一边由发光元件(白炽灯发光二极管)产生恒定光,透过盘上小孔到达光敏二极管组成的光电转换器上,转换成相应的电脉冲信号。图(b)是在待测转速的轴上固定一个涂上黑白相间条纹的圆盘,黑白条纹具有不同的反射率,当转轴转动时,反光与不反光交替出现,光电敏感器件间断地接收光的反射信号,转换成电脉冲信号。

图8.45 光电数字转速表的工作原理

扫描下图可浏览AR资源——光电数字转速表。

转轴的转速由电脉冲频率决定。每分钟转速n与脉冲频率f的关系为

式中,N表示孔数或黑白条纹数目。

例如,孔数N=600,光电转换器输出的脉冲信号频率为f=4.8 kHz,则转速为

频率可用一般的频率计测量。光电器件多采用光电池、光敏二极管和光敏三极管。光电转换电路如图8.46所示,T1为光敏三极管,光线照射在T1时,产生光电流,使Rl上压降增大,导致晶体管T2导通,触发T3和T4组成的射极耦合触发器,使U0为高电位;反之,U0为低电位,该脉冲信号U0可送到计数电路计数。

图8.46 光电脉冲转换电路(www.xing528.com)

【例8.6】 光电耦合器。

图8.47所示是光电耦合器的典型结构,它将发光器件与光敏元件集成在一起。图(a)为窄缝透射式,可用于挡光物体的位置检测;图(b)为反射式,可用于反光体的位置检测,对被测物不限厚度;图(c)为全封闭式,用于电路的隔离。对于图(a)和图(b)所示的封装形式,为防止环境光干扰,可选红外波段的发光元件和光敏元件。

图8.47 光电耦合器的典型结构

【例8.7】 光电开关

图8.48~图8.51分别是对射式光电开关、扩散反射式光电开关、镜面反射式光电开关、光幕传感器的典型应用举例。

图8.48 对射式光电开关的应用举例

图8.49 扩散反射式光电开关的应用举例

图8.50 镜面反射式光电开关的应用举例

图8.51 光幕传感器的应用举例

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