第九章光電實際檢測光電開關

1、第九章光電實際檢測光電開關光電開關： 主動型光電開關 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 由光敏電阻、光電二極管等組成。透射分離型主動開關 應用：計算機鍵盤輸入開關、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，開關接通。當有物體擋光時，開關斷開。反射型主動開關 應用：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組合而成的轉換元件。光電耦合器的結構絕緣玻璃發(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、殼和玻璃絕緣的結構，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構。管心先裝于管腳上，中間再用透明樹脂固定，具有集光作用，故此種結構靈敏度較高。 光電耦合器的組合形式 (a)(b)(c)(d)該形式結構簡單、成本低，通常用于50kHz以下工作頻率的裝置內。該形式采用高速開關管構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成的高傳輸效率的光電耦合器，適用于直接驅動和較低頻率的裝置中。該形式采用功能器件構成的高速、高傳輸效率的光電耦合器。編碼計數(shù)型主動開關 光電開關既然可工作在開關狀態(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)器預先歸零；快門打開時， 光電轉換的電脈沖使計數(shù)器計數(shù)；快門 關閉時，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 利用自然光的特性對光電開關提供信號，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，所以組成開關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為熱釋電器件構成的被動開關，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：一是只響應突變的輻射，二是響應光譜無選擇型。使它對靜止的環(huán)境輻射不作反應，而能夠檢測人的活動。當人走近光電開關作用區(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接通，其過程可由圖3所設示的方塊圖完成。 （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。定時器可認為設定時間，在設定時間內控制信號報警器發(fā)聲，定時完畢后開關斷開。 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。光電轉速計1.光電轉速計原理 光電轉速計原理如圖4所示。盤1裝在欲測轉速的軸上，光源從2出發(fā)的光線，經(jīng)盤1調制后透射或反射至光電檢測器3，轉速可由光電檢測器3產(chǎn)生的脈沖頻率決定。 圖 （4）光電轉速計原理 （a）帶孔的盤 （b）帶齒的盤 （c）黑白相間的盤 每分鐘的轉速n與頻率f的關系為 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