首页 资讯 应用 高压 设计 行业 低压 电路图 关于

传感技术

旗下栏目: 传感技术 电源技术 电机技术 PCB

光电接近开关电路图及工作原理

传感技术 | 发布时间:2018-07-09 | 人气: | #评论# | 本文关键字:光电接近开关,电路图,工作原理,光电传感器,光电
摘要:若是N.C 型,则动作相反,远离为ON,靠近为OFF。各种不同感测组件,(光电,磁感测,超音波……)都可以当近接开关的传感器。至于开关接点的型式,有晶体管接点,金属接点和可控硅接点。目

若是N.C 型,则动作相反,远离为ON,靠近为OFF。各种不同感测组件,(光电,磁感测,超音波……)都可以当近接开关的传感器。至于开关接点的型式,有晶体管接点,金属接点和可控硅接点。目前我们要谈的产品,是以光电组件当感测头,所以必须有一个光发射器和一个光接收器,我它们并列安装,由物体靠近时把发射光反射回来,接收端所得到的反射量的大小,代表物体的远近。

感测开关(N.O 型)动作

                   图1 感测开关(N.O 型)动作

光电接近开关方块图

                    图2 光电接近开关方块图
一般感测用书所介绍的光学近接式开关实习线路,大都采用直流驱动(像光遮断器的接法),虽然方便实习进行。但却是不负责任的做法或经验不足。因近接开关乃以发射光经物体反射接收来判断。若一直流驱动,则任何光源变化或阴影都会被接收,而造成不确定的错误动作。
所以真正的光学式近接开关,采用红外线波长的发光二极管和光敏三极管外,最重要的是:以交流驱动(而非直流驱动),由振荡器产生固定频率f0的信号,经电流放大,去驱动发光二极管,便能发出频率为f0 的光脉波。
接收端所接到的信号,可能有任何光源的变化,但经过中心频率为0 f 的带通滤波器,滤除f0以外的信号后,只有与f0频率相同的信号被放大。而其电压的大小将随距离的远近而改变。
经放大后的交流信号(频率为f0 ),若加以整流,便能把交流变成直流,就能很方便地用电压比较器加以判断,最后才控制开关的ON 和OFF。
2. 电路分析

光学式接近开关电路分析

                          图3 光学式接近开关电路分析
(1) 振荡器:OP1
任何能够产生方波,脉波或正玄波的电路,都可以当本单元的振荡器。目前我们使用OP1 当做方波振荡电路,并由R 和C 来决定振荡频率f0的大小。

若C=0.1μF,R=4.55kΩ,便能得到 f0 =kHz 的方波。而这个振荡电路我们可以由GS-03 完成之。

GS-03 改装成振荡器
                                  图4 GS-03 改装成振荡器
图4 中,决定振荡频率的R 和C,已知C=0.1μF,R= RVA和(10k+  RV3 )并联,若RV3  调成0Ω,则=(20k可变电阻)//(10kΩ固定电阻),调RVA  能得到R=4.55kΩ…… RVA=8.34kΩ时※也可以用一个8.2k 的电阻取代RVA
(2) 电流放大:Q1

光电接近开关电流放大的说明
                                       图5 电流放大的说明
事实上光电近接开关侦测的距离都非常短,大都在10mm(1 公分)以内,可以不必加电流放大级。但我们希望把光发射的强度增大,使发射距离增长,那么就可以把这些电路也当成红外线遥控开关来使用。

红外线遥控应用电路图
                              图6 红外线遥控应用
把反射组态,变成对设组态的安排便成了红外线遥控电路。此时除了可以当遥控开关外,也可以当远距离的光遮断器使用。判断有没有物体通过,或拿来当防盗感应器,侦测有没有入侵者。
(3) 带通滤波器:OP2
OP2 配合一些电阻与电容组成带通滤波器,目前设计成中心频率为1kHz。

带通滤波器特性说明
                       图7 带通滤波器特性说明
简言之,带通滤波器乃抑制中心频率0 以外的信号,即消除其它频率(被视为杂讯)的干扰。只让1kHz 的信号通过。
(4) 信号放大:OP3
OP3 只是一个普通的相反放大器,把带通滤波器所得到1kHz 的信号加以放大,以利往后的电压比较和判断。OP3 的电路,可以拿GS-03~GS-06 来完成。
(5) 整流电路:D2

光电接近开关半波整流与滤波
                                      图8 半波整流与滤波
当物体越近时,OP3 的输出电压V03  越大,当电压足以让二极管导通(约0.7V~1V以上)时,便具有半波整流的功用,再加上C 滤波,便能得到VDC 的直流电压。物体靠近VDC 上升,物体远离VDC 下降。则能以VDC  的大小,代表物体的近远。

责任编辑:光电接近开关
首页 | 电气资讯 | 应用技术 | 高压电器 | 电气设计 | 行业应用 | 低压电器 | 电路图 | 关于我们 | 版权声明

Copyright 2017-2018 电气自动化网 版权所有 辽ICP备17010593号-1

电脑版 | 移动版 原创声明:本站大部分内容为原创,转载请注明电气自动化网转载;部分内容来源网络,如侵犯您的权益请发送邮件到[email protected]联系我们删除。