光電式速度傳感器介紹

1、光電式速度傳感器介紹摘要： 現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)中速度是一個(gè)非常重要的工作參數(shù)，同時(shí)也是其他計(jì)算電子控制系統(tǒng)來(lái)控制其他參數(shù)的一個(gè)重要基準(zhǔn)。由此現(xiàn)在對(duì)速度轉(zhuǎn)速精確檢測(cè)顯得十分重要，而采用光電式速度傳感器來(lái)作為這方面的檢測(cè)具有某些傳感器不可替代的優(yōu)勢(shì)。介紹了光電傳感器在測(cè)速領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史與現(xiàn)狀、簡(jiǎn)單概述與檢測(cè)原理、波形整形電路、光電式速度傳感器的測(cè)速優(yōu)越性和以及應(yīng)用未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵字 光電式速度傳感器；原理；發(fā)展 Photoelectric speed sensor is introduced Abstract:Modern automatic control system speed is

2、a very important work parameters, but also other calculation electronic control system to control other parameter of an important benchmark thus now for the speed speed accurate testing is very important, and use photoelectric sensor to speed as the detection have some sensor irreplaceable advantage

3、 introduced the photoelectric sensor speed field in the domestic and foreign development history and current situation of the paper summarizes and simple detection principle of photoelectric speed sensor speed of superiority and the future development trends and application field. Key words hotoelec

4、tric speed sensor；principle； development1. 引言 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)與光電子技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了光電式傳感器的研究與廣泛應(yīng)用。用光電元件作敏感元件的光電傳感器，其種類繁多，用途廣泛。按光電傳感器的輸出量性質(zhì)可分為兩類：一是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流而制成的光電測(cè)量?jī)x器，可用來(lái)測(cè)量光的強(qiáng)度以及物體的溫度、透光能力、位移及表面狀態(tài)等物理量；二是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成繼續(xù)變化的光電流。利用光電元件在受光照或無(wú)光照射時(shí)" 有" 或"無(wú)"電信號(hào)輸出的特性制成的各種光電自動(dòng)裝置，光電元件用作開(kāi)關(guān)式光電轉(zhuǎn)換元件。例如

5、光電式速度傳感器；由于光電式速度傳感器能夠測(cè)量速度、加速度以及加速度等多種物理量。同時(shí)具有非接觸、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾性好、測(cè)量能力好等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代速度測(cè)量中廣泛應(yīng)用2.國(guó)內(nèi)外光電式速度傳感器發(fā)展的狀況 隨著現(xiàn)代軍事、工業(yè)生產(chǎn)以及民用自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越多，需要檢測(cè)速度的速度的設(shè)備應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，這也推動(dòng)了速度傳感器的研究與發(fā)展。比如直流測(cè)速機(jī)和光電式速度傳感器、磁電式速度傳感器以及霍爾速度傳感器。其中由于光電式速度傳感器的具有眾多優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代設(shè)備中廣泛應(yīng)用。美國(guó)是研究光電傳感器起步最早、水平最高的國(guó)家之一，在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展得十分迅速。美國(guó)的邦納公司擁有世界最健全的光電傳感器產(chǎn)品線。并且擁有行

6、業(yè)內(nèi)最齊全的標(biāo)準(zhǔn)光纖和定制光纖產(chǎn)品。日本和西歐各國(guó)也高度重視并投入大量經(jīng)費(fèi)開(kāi)展光電傳感器的研究與開(kāi)發(fā)。20 世紀(jì)90 年代，由東芝、日本電氣等15 家公司和研究機(jī)構(gòu)，研究開(kāi)發(fā)出多種具有一流水平的民用光電傳感器，日本的電器產(chǎn)品以價(jià)格適中質(zhì)量好而響譽(yù)全球。西歐各國(guó)的大型企業(yè)和公司也積極參與了光電傳感器的研發(fā)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。由于光電式傳感器在現(xiàn)代工業(yè)占據(jù)著重要位置，所以我國(guó)在這一塊涉及得也比較早，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)該有上百個(gè)單位在光電技術(shù)與檢測(cè)方面展開(kāi)研究了。到現(xiàn)在為止，光電技術(shù)應(yīng)用在檢測(cè)上已經(jīng)非常全面了，特別是應(yīng)用在速度、加速度、位移等檢測(cè)上。目前轉(zhuǎn)速檢測(cè)對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)以及汽車控制等方面有著重要作用，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)

7、速檢測(cè)要求精度和穩(wěn)定性方面越來(lái)越高，這也加強(qiáng)了對(duì)光電傳感器在轉(zhuǎn)速領(lǐng)域的研究。3.光電式速度傳感器概述 光電式速度傳感器將速度的變化轉(zhuǎn)變成光通量的變化，在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件將光通量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，光電轉(zhuǎn)換元件的工作原理是光電效應(yīng)。光電 效應(yīng)是指用光照射某一物體，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)可以分為三部分外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)。 4. 光電式速度傳感器應(yīng)用及發(fā)展前景 光電速度傳感器由于非接觸、性能高等

8、優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量速度時(shí)對(duì)被測(cè)物體損害小，所以其在測(cè)量領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。比如現(xiàn)在很多電動(dòng)車以及汽車都是采用光電來(lái)檢測(cè)當(dāng)前的行駛速度，從而及時(shí)通過(guò)顯示器很直觀顯示給用戶。其實(shí)車速傳感器種類很多，但是當(dāng)車速高于100km/h時(shí)，一般其他傳感器測(cè)量的方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測(cè)速范圍0.5250km/h，重復(fù)精度0.1%，距離測(cè)量誤差優(yōu)于0.3%。除了汽車速度里程表會(huì)涉及到光電式速度傳感器，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)用到傳感器。近年來(lái)生產(chǎn)的DF4型機(jī)車都采用光電式速度傳感器代測(cè)速交流電機(jī)軸光電式速度傳感器產(chǎn)生信號(hào)供列車監(jiān)控記錄裝置，軸產(chǎn)生的速度信號(hào)供機(jī)車雙針?biāo)俣缺怼?lì)磁調(diào)節(jié)器、輪緣涂油器。這主

9、要是因?yàn)楣怆娛剿俣葯z測(cè)具有高精度、抗震動(dòng)和檢修方便等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越多，其中多電機(jī)的檢測(cè)也十分普遍，其中用光電式傳感器對(duì)電機(jī)以及柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)也十分常見(jiàn)，現(xiàn)在很多電控柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)看重此傳感器的線性度好、分辨率高、噪音小等優(yōu)點(diǎn)而被選用。同時(shí)光電速度傳感器還和其他系統(tǒng)相互組成發(fā)展新興的產(chǎn)品設(shè)備，現(xiàn)在采用光電式速度傳感器和數(shù)據(jù)預(yù)處理電路及微機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成的車輛道路性能檢測(cè)器，可以為交通部門提供方便、便捷、準(zhǔn)確、高效的車輛外場(chǎng)路面行駛性能檢測(cè)和新型車輛性能測(cè)試，是一種先進(jìn)的車輛性能虛擬測(cè)試系統(tǒng)。它不僅能測(cè)量速度，也可以檢測(cè)加速度，距離、車輛制動(dòng)等多種性能。且這種儀器

10、經(jīng)過(guò)使用，具有測(cè)量速度快、精確、功能擴(kuò)展性好、性價(jià)比高、能夠適用各種機(jī)動(dòng)車輛性能測(cè)量。同時(shí)，光電式非接觸傳感器還可以測(cè)量鋼板、編織等連續(xù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的高精度測(cè)速度和測(cè)長(zhǎng)。 5.總結(jié) 在高速發(fā)展社會(huì)，人們對(duì)各類控制裝置技術(shù)要求越來(lái)越高。由于現(xiàn)在自動(dòng)化程度、光電技術(shù)以及傳感器檢測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展，加上現(xiàn)在對(duì)速度檢測(cè)也愈發(fā)重要。這就推動(dòng)了光電式速度檢測(cè)的研究與發(fā)展了。目前光電式速度傳感器除了傳統(tǒng)意義上的速度檢測(cè)還主要朝著多用途、新型傳感器材料、創(chuàng)新傳感技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境條件下工作如高溫、高壓等；還有低成本傳感器的開(kāi)發(fā)以及傳感器與其他微技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的發(fā)展。所以，以后不管是速度檢測(cè)還是其他物理量檢測(cè)的光電式傳感器以后發(fā)展前景非常好，應(yīng)用將更加廣泛。一種先進(jìn)的車輛性能虛擬測(cè)試系統(tǒng)。它不僅能測(cè)量速度，也可以檢測(cè)加速度，距離、車輛制動(dòng)等多種性能。且這種儀器經(jīng)過(guò)使用，具有測(cè)量速度快、精確、功能擴(kuò)展性好、性價(jià)比高、能夠適用各種機(jī)動(dòng)車輛性能測(cè)量。同時(shí)，光電式非接觸傳感器還可以測(cè)量鋼板、編織等連續(xù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的高精度測(cè)速度和測(cè)長(zhǎng)。 6. 參考文獻(xiàn) 1吳紹琳.孫祖達(dá). 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)M. 西安：西安交通大學(xué)出版社， 1990. 2 李希文.趙建.李智奇.白小平 傳感器與信號(hào)調(diào)理技術(shù)M 西安電子科技大學(xué)出版社 2008. 3 史國(guó)生.張為公 非接觸光電速度傳感器的研究