精密光电转换器的原理及使用

2022-05-13
马先生
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光电转换器可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光秒表检定仪的夹具动作误差、子弹穿过的速度等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,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。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

光电传感器的组成

光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。

光电传感器工作原理

光电元件是光电传感器中最重要的组成部分,它的核心工作原理是不同类型的光电效应。根据波粒二象性,光是由光速运动的光子所组成,当物体受到光线照射时,其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态,自身的电性质也会发生改变,这样的现象称为光电效应。

光/电转换器的工作原理将反光靶贴在秒表检定仪夹具的打头上,使光/电转换器的光束对准光靶,当信号使夹具打头启动秒表时,光敏管受光的强弱产生相应变化的电信号经过适当的电子线路输出一个幅度较大的方波信号接到时间计数器上开始计时,等下一个停止信号到来时即停止计时,这样就完成了一个时间间隔的检定(光/电转换器除普通光源外还有红外光源的)。光/电转换器的工作原理机/电转换器的基本原理是产生一个电脉冲信号,脉冲宽度即为夹具两次动作的时间间隔。

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光电传感器的应用案例

1、应用于激光武器

由于光电传感器对红外辐射,或可见光,或对二者都特别灵敏,因而就更加容易成为激光攻击的目标。此外,电子系统及传感器本身还极易受到激光产生的热噪声和电磁噪声的干扰而无法正常工作。战场上的激光武器攻击光电传感器的方式主要有以下几种:用适当能量的激光束将传感器“致盲”,使其无法探测或继续跟踪已经探测到的目标。或者,如果传感器正在导引武器飞向目标,则致盲将使其失去目标。

2、应用于自动抄表系统

随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展,可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转。采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。如:在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑,再配以反射式光电发射接收对管,则当铝盘旋转时,在局部涂黑处便产生脉冲,并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数,并经光电耦合隔离电路,送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可有效地防止干扰信号进入微机。

3、用户测秒表夹具的误差

SYN5301C型精密光电转换器可用于计量行业,用于测量秒表检定仪夹具的动作误差。一般夹具是纯机械动作,无法用设备测出机械误差值,只能用光电信号转成电信号,接入时间间隔测量仪进行测量。

电前准备

a) 根据装箱单检查仪器及附件是否齐备完好,如果发现包装箱严重破损,可与厂家联系,直至仪器通过性能测试。

b) 将仪器从包装箱中取出,平放于操作台或机柜。

c) 连接好激光源和电源适配器,光电探测器和电源适配器。

d) 将光电探测器的bnc接到标准时间间隔测量仪上。

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通电工作

a) 将电源插头插入交流220V 带有接地线的电源插座中,使电源线紧密连在电源插座上;

b) 通电后将激光源输出的红光和激光探测器的接收端口对齐;

c) 将夹具放在红光经过地方,调整到只要夹具动作就可以遮挡红光为止;

d) 然后将标准时间间隔测量仪设置为单通道下降沿触发,是夹具动作就可以测试出时间间隔准确度。

光电传感器的使用

SYN5301C型精密光电转换器在使用过程中的三个接口,分别为:电源接口、感光接口以及脉冲输出接口,电源接口为5V直流电源输入,感光接口在使用时朝向光源发生方向,脉冲接口通过SMA转BNC连接线与时间间隔测试仪的相连接;在测试夹具时选择单通道测量,触发起始选择下降沿,结束选择下降沿,时间间隔显示值即夹具两次动作所用的时间长。

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