《光電檢測光電開關(guān)》PPT課件.ppt

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光電開關(guān)與光電轉(zhuǎn)速計,用途：可以用來檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成份分析等，也可以用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其它非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。,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，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。,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）周期測量法在周期測量法中，采用固定頻率很高的參考脈沖作為計數(shù)器的脈沖源，而讓被測信號經(jīng)整形后再經(jīng)過一個門控電路去控制閘門，其電路原理圖如圖6所示。（6）,