光电检测.docx
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1、光电检测周志敏导语:文中阐述了光电检测装置的根本工作原理,并对光电检测装置应用中的问题作以分析,阐述了进步光电检测装置工作可靠性的详细措施。摘要:文中阐述了光电检测装置的根本工作原理,并对光电检测装置应用中的问题作以分析,阐述了进步光电检测装置工作可靠性的详细措施。关键词:工作原理问题分析改善措施1.光电检测装置工作原理光电检测装置的电路可分为主动式和被动式两类,主动式由发射和接收两局部电路组成;被动式电路无发射局部,仅由接收局部电路组成。主动式的工作经过是:当接收局部收到发射局部发射出的光信号时,电路不动作;当由于障碍物的遮挡使得接收局部收不到发射局部发射出的光信号时,电路动作。被动式的工作
2、经过与主动式电路的工作经过一样,只是它依靠被探测物体本身发射出的光信号而动作。两者相比,由于被动式不需要发射电路,故电路构造简单,使用灵敏方便,应用的领域更为广泛。1光电编码器光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或者数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通假设干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出假设干脉冲信号,其原理示意图如图1a所示;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。这是目前应用最多的传感器,光电编
3、码器的工作原理如下图,在圆盘上有规那么地刻有透光和不透光的线条,在圆盘两侧,安放发光元件和光敏元件。当圆盘旋转时,光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化,光敏元件输出波形经过整形后变为脉冲,码盘上有相应的标志,每转一圈输出一个脉冲。此外,为判定旋转方向,码盘还可提供相位相差90的两路脉冲信号,如图1b所示。根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。1增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90,进而可方便地判定出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。它的优点是原
4、理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰才能强,可靠性高,合适于长间隔传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。2绝对式编码器是利用自然二进制或者循环二进制葛莱码方式进展光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有假设干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是:可以直接读出角度坐标的绝对值;没有累积误差;电源切除后位置信息不会丧失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是讲精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。3混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极
5、位置,带有绝对信息功能;另一组那么完全同增量式编码器的输出信息。光电编码器是一种角度角速度检测装置,它将输入轴的角度量,利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或者数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目的测定等需要检测角度的装置和设备中。2光电式接近开关光电开关的重要功能是可以处理光的强度变化:利用光学元件,在传播媒介中间使光束发生变化;利用光束来反射物体;使光束发射经过长间隔后瞬间返回。光电开关是由发射器、接收器和检测电路三局部组成。发射器对准目的发射光束,发射的光束一般;于发光二极管LED和激光二极管。其中控制器又由光
6、电接收环节、抗干扰环节、放大环节、功率输出、工作指示和保护电路等几局部组成。其工作原理是通过反射光变化转化为电信号,发光器发光头由集成电路构成振荡器,振荡频率被调制成红外光,接收头中的光敏三极管接收红外线脉冲调制信号,当光路遮断或者畅通时,光敏三极管呈截止或者导通两种状态,用电感L和电容C作为并联谐振回路,作为接收管的负载,由于L、C对稳定的直流呈现低阻抗,对调制脉冲呈现高阻抗,再经过电容的隔离,就可以选出所需的调制脉冲信号,通过集成沟通放大,其选通门而阻断了杂散和燥声干扰,选出信号再通过功率放大器输出,实现开、关控制。光电式接近开关广泛应用于自动计数、平安保护、自动报警和限位控制等方面。光束
7、不连续地发射,或改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经太多次选择,朝着目的不间接地运行。接收器有光电二极管或者光电三极管组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面的是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。光电开关可分为对射型、漫反射型、镜面反射型:1对射型光电开关由发射器和接收器组成,构造上是两者互相别离的,在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化,典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以互相分开达50米。特征:区分不透明的反光物体;有效间隔大,由于光束跨越感应间隔的时间仅一次;不易受干扰,可以可靠适宜的使用在野外或有灰尘的环境中;装置的消耗高,两个单元都必须敷设
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