光电检测光电开关.ppt

光电开关与光电转速计,用途：可以用来检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成份分析等，也可以用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。,光电开关：主动型光电开关 LED管和光电二极管、光电三极管或光电达林顿管组成 被动型光电开关 由光敏电阻、光电二极管等组成。,透射分离型主动开关,应用：计算机键盘输入开关、工业自动控制、自动报警等；原理：用发光管和接收管分别相对安装形成光的通路，开关接通。当有物体挡光时，开关断开。,反射型主动开关,应用：各种机械运行的行程限制、位置传感、汽车的紧急制动。,光电耦合器,光电耦合器是由一发光元件和一光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。光电耦合器的结构,绝缘玻璃,发光二极管,透明绝缘体,光敏三极管,塑料,发光二极管,光敏三极管,透明树脂,(a)金属密封型,(b)塑料密封型,采用金属外壳和玻璃绝缘的结构，在其中部对接，采用环焊以保证发光二极管和光敏二极管对准，以此来提高灵敏度。,采用双列直插式用塑料封装的结构。管心先装于管脚上，中间再用透明树脂固定，具有集光作用，故此种结构灵敏度较高。,光电耦合器的组合形式,(a),(b),(c),(d),该形式结构简单、成本低，通常用于50kHz以下工作频率的装置内。,该形式采用高速开关管构成的高速光电耦合器,适用于较高频率的装置中。,该组合形式采用了放大三极管构成的高传输效率的光电耦合器，适用于直接驱动和较低频率的装置中。,该形式采用功能器件构成的高速、高传输效率的光电耦合器。,编码计数型主动开关,光电开关既然可工作在开关状态，那么也就很容易变换成计数状态或编码控制状态。图1为一个计数状态 的例子，测量照相机快门动作的时间。发光管发出的频率确定的光脉冲，它放在快门的一边，光电接收管在快门 的另一边。当快门打开前计数器预先归零；快门打开时，光电转换的电脉冲使计数器计数；快门 关闭时，计数停止。计数器所计脉冲个数与脉冲周期之乘积就是快门开启时间。,（1）照相机快门动作时间测量 这种开关也用于工业自动线上产品计数或医用液滴计数。,被动开关,利用自然光的特性对光电开关提供信号，形成被动开光。自然光源多为物体自发辐射，辐射能量多在红外光范围内，所以组成开关的接收器是热电器件、红外光敏电阻或红外光电二极管。图2为热释电器件构成的被动开关，它 用于自动开门或报警系统的控制。图中用热 释电检测器作光敏元件，将球面反射镜安 放在房子的墙角以会聚入射的光能。,（2）热释电检测器有两个特点：一是只响应突变的辐射，二是响应光谱无选择型。使它对静止的环境辐射不作反应，而能够检测人的活动。当人走近光电开关作用区域时，热释电器件接受人身的辐射，输出电脉冲信号使被动开关接通，其过程可由图3所设示的方块图完成。,（3）图中，光电脉冲经放大器和带通滤波器后形成控制信号去触发定时器。定时器可认为设定时间，在设定时间内控制信号报警器发声，定时完毕后开关断开。此外，火焰报警、火车车轮轴故障的自动报警等装置也是类似的被动开关。,光电转速计,1.光电转速计原理 光电转速计原理如图4所示。盘1装在欲测转速的轴上，光源从2出发的光线，经盘1调制后透射或反射至光电检测器3，转速可由光电检测器3产生的脉冲频率决定。,图（4）光电转速计原理（a）带孔的盘（b）带齿的盘（c）黑白相间的盘 每分钟的转速n与频率f的关系为 式中：m为孔数，或齿数或黑白块的数目。因而只要测出频率就能决定转速或角速度。,频率测量,（1）计数测频法 计数测频法的基本思想就是在某一个选定的时间间隔内对被测信号进行计数，然后将计数值除以时间间隔（时基）就得到所测频率。图5为采用计数法测量频率的基本电路 图（5）,（2）周期测量法 在周期测量法中，采用固定频率很高的参考脉冲 作为计数器的脉冲源，而让被测信号 经整形后再经过一个门控电路去控制闸门，其电路原理图如图6所示。（6）,