窄脉冲电流驱动课件

12024/7/12一、光电开关的结构和分类一、光电开关的结构和分类 光电开关可分为光电开关可分为直射型和反射型直射型和反射型两大两大类。直射型光电开关的发射器和接收器相类。直射型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者对安放，轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。收不到红外线而产生一个负脉冲信号。直射型光电开关的检测距离一般可达十几直射型光电开关的检测距离一般可达十几米，对所有能遮断光线的物体均可检测。米，对所有能遮断光线的物体均可检测。22024/7/12 光电开关外形光电开关外形32024/7/12直射型光电开关示意图直射型光电开关示意图遮断报警遮断报警42024/7/12直射式光电开关原理直射式光电开关原理ObjectReceiver 直直射射式式光光电电开开关关由由相相互互分分离离且且相相对对安安装装的的光光发发射射器器和和光光接接受受器器组组成成。当当被被检检测测物物体体位位于于发发射射器器和和接接受受器器之之间间时时，光光线线被被阻阻断断，接接受受器器接接受受不不到到红红外外线线而而产产生生开开关关信号。信号。被检测物体光发射器光接收器52024/7/12光电开关在流光电开关在流水线上的应用水线上的应用送料器定区域式光电开关定区域式光电开关咖啡罐咖啡罐流水线运行方向流水线运行方向罐装高度检测罐装高度检测储料仓储料仓落料口落料口遮断式光电开关遮断式光电开关（计数）（计数）62024/7/12光幕光幕 两个柱形结两个柱形结构相对而立，构相对而立，每隔数十毫米每隔数十毫米安装一对发光安装一对发光二极管和光敏二极管和光敏接收管，形成接收管，形成光幕，当有物光幕，当有物体遮挡住光线体遮挡住光线时，传感器发时，传感器发出报警信号。出报警信号。接收器接收器72024/7/12 光幕应用光幕应用 当有物当有物体遮挡住光体遮挡住光线时，传感线时，传感器发出报警器发出报警信号，起保信号，起保护、预警等护、预警等作用。作用。光线被遮断（报警）光线被遮断（报警）82024/7/12 光幕应用（续）光幕应用（续）产品高度测量产品高度测量92024/7/12 光幕应用（续）光幕应用（续）三维尺寸三维尺寸检测检测宽度宽度 测量测量长度长度 测量测量高度高度 测量测量102024/7/12 测量原理测量原理：光幕的一边等间距安装有多个红外发射管，光幕的一边等间距安装有多个红外发射管，另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管，另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管，每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收管，且安装在同一条直线上。当同一条直线上的管，且安装在同一条直线上。当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时，红红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时，红外发射管发出的调制信号（光信号）能顺利到达外发射管发出的调制信号（光信号）能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后，相红外接收管。红外接收管接收到调制信号后，相应的电路输出低电平。应的电路输出低电平。112024/7/12 而在有障碍物的情况下，红外发射管发出的而在有障碍物的情况下，红外发射管发出的调制信号（光信号）不能顺利到达红外接收管，调制信号（光信号）不能顺利到达红外接收管，这时该红外接收管接收不到调制信号，相应的电这时该红外接收管接收不到调制信号，相应的电路输出为高电平。这样，通过对内部电路状态进路输出为高电平。这样，通过对内部电路状态进行分析就可以得出物体的高度信息。行分析就可以得出物体的高度信息。由于上下相邻光路可能会相互干扰，因此，选由于上下相邻光路可能会相互干扰，因此，选取的红外发光管的发射角度要小于取的红外发光管的发射角度要小于，此外，此外，考虑到光幕要有一定的宽度，因而还应对红外发考虑到光幕要有一定的宽度，因而还应对红外发射管发出的信号进行调制。但在实际制作中，上射管发出的信号进行调制。但在实际制作中，上下两路总存在干扰，很难提高测量精度。下两路总存在干扰，很难提高测量精度。122024/7/12 光幕应用（续）光幕应用（续）木材外形截面积检测木材外形截面积检测132024/7/12光幕应用（续）光幕应用（续）纠偏纠偏 光光幕幕可可检检测测出出带带材材在在卷卷曲曲过过程程中中的的偏偏移移，经经控控制制器器和和执执行行机机构构使使带带材材向向正正确确的的方方 向向 运运 动动（纠偏）。（纠偏）。142024/7/12 光幕应用（续）光幕应用（续）光幕用于光幕用于 自动收费系统的自动收费系统的车辆检测车辆检测152024/7/12 超限超载车辆经过固定式称重台时，超限超载车辆经过固定式称重台时，计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴数计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴数.车货总重，车长，车速，车辆通过后红外车货总重，车长，车速，车辆通过后红外线收尾系统自动提示检测完毕线收尾系统自动提示检测完毕.162024/7/12 光幕应用（续）光幕应用（续）安全区示警安全区示警172024/7/12反射型光电开关反射型光电开关 反射型光电开关分为两种情况：反射型光电开关分为两种情况：反射镜反射型反射镜反射型 被测物漫反射型被测物漫反射型（简称散射型）。（简称散射型）。182024/7/12反射镜反射型光电开关反射镜反射型光电开关 反射镜反射型光电开关采用较为方便反射镜反射型光电开关采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。反射镜通常使度以取得最佳的反射效果。反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一致的的光转变成偏振光（波动方向严格一致的光）反射回去，提高抗干扰能力。光）反射回去，提高抗干扰能力。192024/7/12定区域反射式光电开关原理定区域反射式光电开关原理 定定区区域域式式光光电电开开关关有有一一个个非非常常确确定定的的检检测测区区域域，不不经经过过该该区区域域的的被被测测物物体体不不会会引引起起光光电电开开关关产产生生开关信号。开关信号。检测距离检测距离202024/7/12反射镜反射镜反射型反射型光电开关工作光电开关工作原理原理 反射镜反射镜反射型反射型光电开光电开关集光发射器和光接受器关集光发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安于一体，与反射镜相对安装配合使用。反射镜使用装配合使用。反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来的偏接受反射镜反射回来的偏振光。振光。反射板反射镜反射镜被测物体偏振光偏振光发射光发射光调制型光电开关原理调制型光电开关原理 光电开关的光电开关的LED多采用中频（多采用中频（40kHz左右）窄左右）窄脉冲电流驱动，从而发射脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。相应地，调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小发射灯的干扰，又可减小发射LED的功耗。的功耗。222024/7/12被测物漫反射型光电开关原理被测物漫反射型光电开关原理漫反射光线反射光线被检测物体光发射器和光接受器发射光线 漫漫反反射射型型光光电电开开关关集集光光发发射射器器和和光光接接受受器器于于一一体体。当当被被测测物物体体经经过过该该光光电电开开关关时时，发发射射器器发发出出的的光光线线经经被被测测物物体体表表面面反反射射由由接接受受器器接接受受，于于是是产产生生开关信号。开关信号。额定距离额定距离232024/7/12漫反射型漫反射型光电开关的应用光电开关的应用242024/7/12漫反射型光电开关外形漫反射型光电开关外形电源电源指示指示信号信号指示指示252024/7/12表面反射率表面反射率 对于漫反射式光电开关发出的光线需对于漫反射式光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回接收要被检测物表面将足够的光线反射回接收器，所以检测距离和被检测物体的表面反器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率及粗糙程度将决定接收器接收到光线射率及粗糙程度将决定接收器接收到光线强度，被检测物体的表面还应尽量垂直于强度，被检测物体的表面还应尽量垂直于光电开关的发射光线。光电开关的发射光线。262024/7/12光电开关应用（续）光电开关应用（续）透明度测量、控制透明度测量、控制质量检测质量检测272024/7/12光电开关应用（续）光电开关应用（续）商标方向检测商标方向检测正常情况下，两个接近开关都感应到商标纸而输出高电平。如果商标正常情况下，两个接近开关都感应到商标纸而输出高电平。如果商标纸没有对齐，那么将有一个或同时检测不到商标纸而无高电平输出纸没有对齐，那么将有一个或同时检测不到商标纸而无高电平输出 282024/7/12二、二、光电断续器光电断续器 光电断续器可分为光电断续器可分为直射式（槽式）和反射直射式（槽式）和反射型两种。型两种。直射式光电断续器直射式光电断续器通常是标准的通常是标准的U字型字型结构。结构。其发射器和接收器其发射器和接收器做在体积很小的同一塑料壳体中，做在体积很小的同一塑料壳体中，分别位于分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，两者能可型槽的两边，并形成一光轴，两者能可靠地对准，为安装和使用提供了方便。当被检测物靠地对准，为安装和使用提供了方便。当被检测物体经过体经过U U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生表示型槽且阻断光轴时，光电开关就产生表示检测到的开关量信号。槽式光电开关比较可靠，较检测到的开关量信号。槽式光电开关比较可靠，较适合高速检测。适合高速检测。292024/7/12光电断续器外形光电断续器外形反射式反射式光电光电断续器断续器 光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。它广泛应用于自动控制系统、生产流水线、机电一体它广泛应用于自动控制系统、生产流水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。光电断续器的发光化设备、办公设备和家用电器中。光电断续器的发光二极管可以直接用直流电驱动，亦可用二极管可以直接用直流电驱动，亦可用40kHz40kHz尖脉冲电尖脉冲电流驱动；红外流驱动；红外LEDLED的正向压降约为的正向压降约为1.11.11.3V1.3V，驱动电流，驱动电流控制在控制在20mA20mA以内。以内。312024/7/12光电断续器外形（续）光电断续器外形（续）红色红色光柱光柱322024/7/12 齿齿 盘盘 每每转转过过一一个个齿齿，光光电电断断续续器器就就输输出出一一个个脉脉冲冲。通通过过脉脉冲冲频频率率的的测测量量或或脉脉冲冲计计数数，即即可可获获得得齿齿盘盘转转速速和和角位移。角位移。光电断续器的应用光电断续器的应用请写出转速与频率的关系式请写出转速与频率的关系式n=？n332024/7/12 当当工工件件经经过过光光电电断断续续器器时时，接接收收器器即即产产生生一一个个计数脉冲。计数脉冲。光电断续器的应用（续）光电断续器的应用（续）342024/7/12 休休 息息 一一 下下