第九章光電實際檢測光電開關(guān)

1、第九章光電實際檢測光電開關(guān)光電開關(guān)： 主動型光電開關(guān) LED管和光電二極管、光電三極管或光電達(dá)林頓管組成 被動型光電開關(guān) 由光敏電阻、光電二極管等組成。透射分離型主動開關(guān) 應(yīng)用：計算機(jī)鍵盤輸入開關(guān)、工業(yè)自動控制、自動報警等； 原理：用發(fā)光管和接收管分別相對安裝形成光的通路，開關(guān)接通。當(dāng)有物體擋光時，開關(guān)斷開。反射型主動開關(guān) 應(yīng)用：各種機(jī)械運行的行程限制、位置傳感、汽車的緊急制動。光電耦合器 光電耦合器是由一發(fā)光元件和一光電傳感器同時封裝在一個外殼內(nèi)組合而成的轉(zhuǎn)換元件。光電耦合器的結(jié)構(gòu)絕緣玻璃發(fā)光二極管透明絕緣體光敏三極管塑料發(fā)光二極管光敏三極管透明樹脂(a)金屬密封型(b)塑料密封型采用金屬外

2、殼和玻璃絕緣的結(jié)構(gòu)，在其中部對接，采用環(huán)焊以保證發(fā)光二極管和光敏二極管對準(zhǔn)，以此來提高靈敏度。采用雙列直插式用塑料封裝的結(jié)構(gòu)。管心先裝于管腳上，中間再用透明樹脂固定，具有集光作用，故此種結(jié)構(gòu)靈敏度較高。 光電耦合器的組合形式 (a)(b)(c)(d)該形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，通常用于50kHz以下工作頻率的裝置內(nèi)。該形式采用高速開關(guān)管構(gòu)成的高速光電耦合器,適用于較高頻率的裝置中。該組合形式采用了放大三極管構(gòu)成的高傳輸效率的光電耦合器，適用于直接驅(qū)動和較低頻率的裝置中。該形式采用功能器件構(gòu)成的高速、高傳輸效率的光電耦合器。編碼計數(shù)型主動開關(guān) 光電開關(guān)既然可工作在開關(guān)狀態(tài)，那么也就很容易變換成計數(shù)狀

3、態(tài)或編碼控制狀態(tài)。圖1為一個計數(shù)狀態(tài) 的例子，測量照相機(jī)快門動作的時間。發(fā)光管發(fā)出的頻率確定的光脈沖，它放在快門的一邊，光電接收管在快門 的另一邊。當(dāng)快門打開前計數(shù)器預(yù)先歸零；快門打開時， 光電轉(zhuǎn)換的電脈沖使計數(shù)器計數(shù)；快門 關(guān)閉時，計數(shù)停止。計數(shù)器所計脈沖個數(shù)與脈沖周期之乘積就是快門開啟時間。 （1）照相機(jī)快門動作時間測量 這種開關(guān)也用于工業(yè)自動線上產(chǎn)品計數(shù)或醫(yī)用液滴計數(shù)。被動開關(guān) 利用自然光的特性對光電開關(guān)提供信號，形成被動開光。自然光源多為物體自發(fā)輻射，輻射能量多在紅外光范圍內(nèi)，所以組成開關(guān)的接收器是熱電器件、紅外光敏電阻或紅外光電二極管。 圖2為熱釋電器件構(gòu)成的被動開關(guān)，它 用于自動開

4、門或報警系統(tǒng)的控制。圖中用熱 釋電檢測器作光敏元件，將球面反射鏡安 放在房子的墻角以會聚入射的光能。 （2） 熱釋電檢測器有兩個特點：一是只響應(yīng)突變的輻射，二是響應(yīng)光譜無選擇型。使它對靜止的環(huán)境輻射不作反應(yīng)，而能夠檢測人的活動。當(dāng)人走近光電開關(guān)作用區(qū)域時，熱釋電器件接受人身的輻射，輸出電脈沖信號使被動開關(guān)接通，其過程可由圖3所設(shè)示的方塊圖完成。 （3） 圖中，光電脈沖經(jīng)放大器和帶通濾波器后形成控制信號去觸發(fā)定時器。定時器可認(rèn)為設(shè)定時間，在設(shè)定時間內(nèi)控制信號報警器發(fā)聲，定時完畢后開關(guān)斷開。 此外，火焰報警、火車車輪軸故障的自動報警等裝置也是類似的被動開關(guān)。光電轉(zhuǎn)速計1.光電轉(zhuǎn)速計原理 光電轉(zhuǎn)速計原理如圖4所示。盤1裝在欲測轉(zhuǎn)速的軸上，光源從2出發(fā)的光線，經(jīng)盤1調(diào)制后透射或反射至光電檢測器3，轉(zhuǎn)速可由光電檢測器3產(chǎn)生的脈沖頻率決定。 圖 （4）光電轉(zhuǎn)速計原理 （a）帶孔的盤 （b）帶齒的盤 （c）黑白相間的盤 每分鐘的轉(zhuǎn)速n與頻率f的關(guān)系為 式中：m為孔數(shù)，或齒數(shù)或黑白塊的數(shù)目。 因而只要測出頻率就能決定轉(zhuǎn)速或角速度。6 0 fnmmfn60頻率測量（1）計數(shù)測頻法 計數(shù)測頻法的基本思想就是在某一個選定的時間間隔內(nèi)對被測信號進(jìn)行計數(shù)，然后將計數(shù)值除以時間間隔（時基）就得到所測頻率。圖5為采用計數(shù)法測量頻率的基本電路 圖（5）（2）周期測