Точно фотосензор.
Трудно е да се посочат областта, които не биха използвали различни видове безконтактни фотодатчиците. Това заключващо устройство, Индикатор сензори, датчици, измерване на параметрите на процеса и т.н., и импулсни броячи.
Както показва практиката, използването на фото сензори като сензорите за положение на движещи се обекти налага повишени изисквания по отношение на точността на сензора. Например, изходното положение на точност сензор - "нула" координира - фидер машина с компютърно управление в голяма степен се отразява на качеството на детайла.
Изследвания на различни схеми разтвори фотодатчиците показват, че най-голямо влияние върху точността на фотодатчиците има локално затопляне на светлочувствителни елементи - фотодиод и усилвател елементи на схемата - транзистори, чипс. Не по-малко важна роля, изпълнявана от дизайна на сензора. Като правило, висока точност фотодатчиците контрол на температурата включват електронната част на сензора и на принудително охлаждане на фотодиод.
Предлага се да се читателите фотосензора за точно определяне на оригинала или друга фиксирана позиция на движещ се обект. Желаната точка позициониране е регистриран фоточувствителен с максимална грешка от 0.01 мм. Това е постигнато чрез значително намаляване на текущата консумира фоточувствителен (и следователно му затопляне) в сравнение с известните схеми (1, 2). Простотата на реализация схема и висока надеждност на сензора позволява да го препоръча за използване при всички гореспоменати устройства.
Основните елементи на датчика са фотодиод и логически елемент VD2 DD1.1 (фиг. 1).
Ако затворът, механично свързан с подвижен обект, на LED радиация припокрива VD1, VD2 след това се съхранява в режим на фотодиод fotogeneratornom. По този начин генерира на изхода си отрицателното едн около - В. Тъй резистора R2 има голяма устойчивост (1 М), изходното напрежение на инвертора 3 DD 1.1 съответства на високо ниво логика (0,2 0,4.). Когато потъмняване затвора DD1.1 VD2 фотодиод елемент продукция отива на една логическа 0. Това се дължи на факта, че VD2 тъмно устойчивост на фотодиод е много голям (прибл. 10 MW).
Използвайте като укрепване на тялото на структурата на чип CMOS забранено да носят фотосензор текущото потребление на (разбира се, без да товарния ток и светодиод), за да nanoampernogo ниво. Вследствие на това явление колебание в кристали и чип фотодиод причинена от вътрешно нагряване на минимална. Това обяснява и високата точност на отговора на фоточувствителен.
Елементи DD1.3 и DD1.4 форма RS-тригер, което позволява да се определи сензора в точка позициониране "трептене" завеси припокриващи светлинния поток. DD1.2 елемент изпълнява функцията на обръщане на сигналите прилагат към входовете спусъка. Сензор изходен елемент VT1 транзистор, чийто колектор, свързан към товара (например, показан с контурна линия реле със защитен диод).
За да се подобри шум имунитет и яснота сензор настъпва при много ниска скорост на затвора подвижна (5 мм / мин) и при повишена му вибрации може да се използва съгласно сензор схема, показана на фиг. 2.
Фиг. 2. шумозаглушителен на фоточувствителен верига
В тази схема, въведена Шмит тригер (DD 1.1, DD1.2), хистерезис линия, която може да бъде конфигуриран чрез резистори R4, R5.
Помислете за работата на сензора в съответствие със схемата на фиг. 2, в един цикъл на затвора на подход и която се подлага на вибрации, до предварително определена точка позициониране. Когато този сигнал вълната в точка А може да варира в зависимост от кривата, показана на Фиг. 3инча
Фиг. 3. приложения шумозаглушителен фоточувствителен 1 - хистерезисна крива капаче; 2 - изходния сигнал на сензора; 3 - входен сигнал.
По време l1 (точка 1), спусъка Шмит ще премине в състояние на високо ниво на логика. Независимо от факта, че сигналът в точка А в следващите пъти може да стане малко под началното ниво на пътуване (например, точка 3), Шмит спусъка, поради наличието на хистерезисната крива (Фиг. 3a) няма да се върне в първоначалното си положение. Назад към държавата "нула" се появява само когато сигналът в точка А достигне определено ниво, така наречените изключване точка (точка 2).
Изходът на сензора е илюстрирано чрез графика, показана на Фиг. 3б.
Необходимата широчина на хистерезисната крива може да се изчисли със следната формула:
При искане смяна на полярността на сензор изходния сигнал в зависимост от алгоритъма на работа, R3 резистор трябва да бъде включен от точка В до точка С RS-тригер.
Ако се наложи, за да регулирате точката на превключване на сензора в рамките на няколко микрометра, монтаж на входния преобразувател може да се извърши по един от схемите на фиг. 4.
Фиг. 4. Схеми Регламент фотосензор гранична точка: една - в NAND; б - на NOR елементи
Регулиране елемент тук е променлива R. резистор
Ако VD2 фотодиод поставени на разстояние 0.5 m трет-електронна схема сензор, комуникационната верига и трябва да се извършва на фотодиод защитен проводник. Увеличаване на имунитета шум на сензора в този случай ще се улесни прилагането и RC-филтър във веригата на сигнал, който е избран експериментално.
Подобряване точност отговор сензор може да бъде постигнато чрез намаляване на светлочувствителен областта на зоната на фотодиод VD2. За тази цел, тя е покрита с метална капачка с отвор 0,5. 1.0 mm2
Вместо чипс K176 серия може да се използва К564 чипа от серията или K561.
Описаното сензора остава оперативен при промяна на захранващото напрежение от 4 до 9 V. В някои случаи, селекция на резистор R1, който определя текущото VD1 LED.
литература
1. Margolin Sh.M. Точна спре elektroprivodov.- Energoatomisdat М., 1984, 104, IL.
2. Юра В. А. Ривкин Електронен брояч поток магнитен lenty.- SSR, № 67.
3. Goroshkov BI Радиоелектронни устройства: Spravochnik.- М. радио и комуникация, 1984, 400, ил.
[email protected]
Свързани статии