《光電檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)》PPT課件.ppt

光電開(kāi)關(guān)與光電轉(zhuǎn)速計(jì),用途：可以用來(lái)檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成份分析等，也可以用來(lái)檢測(cè)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(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。,光電開(kāi)關(guān)：主動(dòng)型光電開(kāi)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(dòng)型光電開(kāi)關(guān)由光敏電阻、光電二極管等組成。,透射分離型主動(dòng)開(kāi)關(guān),應(yīng)用：計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)輸入開(kāi)關(guān)、工業(yè)自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警等；原理：用發(fā)光管和接收管分別相對(duì)安裝形成光的通路，開(kāi)關(guān)接通。當(dāng)有物體擋光時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。,反射型主動(dòng)開(kāi)關(guān),應(yīng)用：各種機(jī)械運(yùn)行的行程限制、位置傳感、汽車的緊急制動(dòng)。,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(shí)封裝在一個(gè)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(shù)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(duì)接，采用環(huán)焊以保證發(fā)光二極管和光敏二極管對(duì)準(zhǔn)，以此來(lái)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(shù)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(jiǎn)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(kāi)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(dòng)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(jì)數(shù)型主動(dòng)開(kāi)關(guān),光電開(kāi)關(guān)既然可工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，那么也就很容易變換成計(jì)數(shù)狀態(tài)或編碼控制狀態(tài)。圖1為一個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)的例子，測(cè)量照相機(jī)快門(mén)動(dòng)作的時(shí)間。發(fā)光管發(fā)出的頻率確定的光脈沖，它放在快門(mén)的一邊，光電接收管在快門(mén)的另一邊。當(dāng)快門(mén)打開(kāi)前計(jì)數(shù)器預(yù)先歸零；快門(mén)打開(kāi)時(shí)，光電轉(zhuǎn)換的電脈沖使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；快門(mén)關(guān)閉時(shí)，計(jì)數(shù)停止。計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖個(gè)數(shù)與脈沖周期之乘積就是快門(mén)開(kāi)啟時(shí)間。,（1）照相機(jī)快門(mén)動(dòng)作時(shí)間測(cè)量這種開(kāi)關(guān)也用于工業(yè)自動(dòng)線上產(chǎn)品計(jì)數(shù)或醫(yī)用液滴計(jì)數(shù)。,被動(dòng)開(kāi)關(guān),利用自然光的特性對(duì)光電開(kāi)關(guān)提供信號(hào)，形成被動(dòng)開(kāi)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(kāi)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(dòng)開(kāi)關(guān)，它用于自動(dòng)開(kāi)門(mén)或報(bào)警系統(tǒng)的控制。圖中用熱釋電檢測(cè)器作光敏元件，將球面反射鏡安放在房子的墻角以會(huì)聚入射的光能。,（2）熱釋電檢測(cè)器有兩個(gè)特點(diǎn)：一是只響應(yīng)突變的輻射，二是響應(yīng)光譜無(wú)選擇型。使它對(duì)靜止的環(huán)境輻射不作反應(yīng)，而能夠檢測(cè)人的活動(dòng)。當(dāng)人走近光電開(kāi)關(guān)作用區(qū)域時(shí)，熱釋電器件接受人身的輻射，輸出電脈沖信號(hào)使被動(dòng)開(kāi)關(guān)接通，其過(guò)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(hào)去觸發(fā)定時(shí)器。定時(shí)器可認(rèn)為設(shè)定時(shí)間，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)控制信號(hào)報(bào)警器發(fā)聲，定時(shí)完畢后開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。此外，火焰報(bào)警、火車車輪軸故障的自動(dòng)報(bào)警等裝置也是類似的被動(dòng)開(kāi)關(guān)。,光電轉(zhuǎn)速計(jì),1.光電轉(zhuǎn)速計(jì)原理光電轉(zhuǎn)速計(jì)原理如圖4所示。盤(pán)1裝在欲測(cè)轉(zhuǎn)速的軸上，光源從2出發(fā)的光線，經(jīng)盤(pán)1調(diào)制后透射或反射至光電檢測(cè)器3，轉(zhuǎn)速可由光電檢測(cè)器3產(chǎn)生的脈沖頻率決定。,圖（4）光電轉(zhuǎn)速計(jì)原理（a）帶孔的盤(pán)（b）帶齒的盤(pán)（c）黑白相間的盤(pán)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(cè)出頻率就能決定轉(zhuǎn)速或角速度。,頻率測(cè)量,（1）計(jì)數(shù)測(cè)頻法計(jì)數(shù)測(cè)頻法的基本思想就是在某一個(gè)選定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將計(jì)數(shù)值除以時(shí)間間隔（時(shí)基）就得到所測(cè)頻率。圖5為采用計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率的基本電路圖（5）,（2）周期測(cè)量法在周期測(cè)量法中，采用固定頻率很高的參考脈沖作為計(jì)數(shù)器的脈沖源，而讓被測(cè)信號(hào)經(jīng)整形后再經(jīng)過(guò)一個(gè)門(mén)控電路去控制閘門(mén)，其電路原理圖如圖6所示。（6）,