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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

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