Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
1. Principiul funcționării și tipurile de bază ale senzorilor
2. Dispozitivul senzorilor optici
3. Scheme pentru conectarea senzorilor optici
4. Aplicarea senzorilor optici
Senzorizarea activităților de producție, adică înlocuirea simțurilor umane cu senzori, ar trebui considerată a treia revoluție industrială după primele două calculatoare de energie și mașină informatică. Nevoia de senzori crește rapid datorită dezvoltării rapide a sistemelor automatizate de control și gestionare, introducerii de noi procese tehnologice, trecerii la o producție automată flexibilă. Pe lângă caracteristicile metrologice ridicate ale senzorilor trebuie să aibă o fiabilitate ridicată, durabilitate, stabilitate, de dimensiuni mici, greutate și consumul de energie, compatibilitatea cu dispozitivele microelectronice, de prelucrare a informațiilor, la o complexitate redusă de producție și costuri reduse. Aceste cerințe sunt îndeplinite cel mai bine de către senzorii optici.
Senzori optici - dispozitive electronice de mici dimensiuni, capabile sub influența radiației electromagnetice în intervalele vizibile, infraroșii și ultraviolete aplică o singură sau mai multe semnale de la intrare sau înregistrarea a sistemului de control. Senzorii optici reacționează la obiecte opace și translucide, vapori de apă, fum, aerosoli.
Senzorii optici sunt o varietate de senzori fără contact, deoarece nu există un contact mecanic între zona sensibilă a senzorului (senzorul) și obiectul afectat. Această proprietate a senzorilor optici determină aplicarea lor în sistemele automate de control. Gama de senzori optici este mult mai mare decât alte tipuri de senzori de proximitate.
1. Principiul funcționării și tipurile de bază ale senzorilor
Diferențele funcționale majore între senzorii optici sunt principiul non-contact și digitale (comutare logica) de ieșire, care este utilizat pentru a crea switch-uri fotoelectrice fără contact rezolva multe probleme cu privire la orice ieșire de linie de producție furnizarea de informații în format digital: conta, detectarea, etc.
Senzorii foto pot emite lumină în raza spectrului vizibil în infraroșu, roșu sau verde. Semnalul de control al ieșirii senzorului este "da" sau "nu" logic. Sarcina senzorului este să detecteze obiectul la o distanță care variază în intervalul de funcționare, în funcție de tipul senzorului selectat și de tipul sistemului optic. În funcție de tipul de ieșire, senzorii de tranzistor, tiristor sau releu se disting.
Există trei tipuri principale de circuite optice pentru senzorii fotoelectrici:
* pe baza suprapunerii fasciculului;
* principiul reflecției de la reflector;
* bazat pe reflexia obiectului.
Cunoașterea principiilor de funcționare a fiecăruia dintre sistemele optice vă permite să alegeți senzorul potrivit pentru rezolvarea sarcinii.
· Senzori fotoelectrici bazați pe suprapunerea (întreruperea) fasciculului.
În acest caz, receptorul și radiatorul sunt poziționate unul față de celălalt, astfel încât fluxul luminos al radiatorului să cadă direct în receptor. Obiectul este determinat când se suprapune calea fasciculului de la radiator la receptor. Reglarea poziției reciproce a emițătorului și a receptorului este aceea de a se asigura că cantitatea maximă de flux de lumină ajunge la receptor în absența obiectului și dacă există minimum, dacă este cazul.
Sub gama de funcționare a senzorilor de acest tip se înțelege distanța maximă dintre radiator și receptor, ceea ce permite performanța funcțională a senzorului.
Figura 1. Principiul senzorului bazat pe intersecția fasciculului
· Senzori fotoelectrici cu reflexie din reflector.
Senzorii fotovoltaici de acest tip conțin un emițător și un receptor
într-un caz. Fasciculul luminos se propagă de la emițător la reflectorul țintă și apoi, reflectat, intră în receptor. La fel ca în cazul precedent, obiectul este detectat dacă întrerupe fasciculul luminii. Intervalul de operare al distanței de la senzor la reflector (reflector) este numit intervalul de distanță al senzorului. Efectivă fasciculul ajunge la receptor (partea a fasciculului, necesară pentru a asigura performanța funcțională a senzorului) este un trunchi de con, una din bazele care se formează lentile de senzor, iar al doilea este o figură formată prin reflexia fasciculului de lumină conică emițător reflector. Foarte adesea special
reflectoare, permițând să reflecte fluxul de lumină de la reflector la senzor în aceeași direcție ca și direcția inițială a căii fluxului de lumină de la radiator la reflector. cantitate semnificativă fază eficientă baze de diametru, senzorii optici standard, nu permite detectarea cu precizie ridicată obiecte mici, care nu sunt în măsură să blocheze fasciculul de lumină de la izluchatelya.Poskolku reflectată de reflector este tir cu arcul concentrat, senzori care funcționează pe reflexia de retur, sunt utilizate în mod obișnuit pentru a detecta obiecte doar suficient de mari.
Fig.2 Principiul senzorului cu reflexie din reflector
· Senzori fotoelectrici cu reflexie din obiect.
Ele detectează obiectul aflat în fața senzorului, în funcție de radiația reflectată de obiect. Lumina de la radiator cade la suprafață și se reflectă în unghiuri diferite, dar unele fracții
împrăștiat de pe suprafața obiectului de radiație, intră în receptorul senzorului. Schema de reflexie difuză nu este atât de eficientă, deoarece doar o mică parte a luminii de la radiator ajunge la receptor. În plus, astfel de senzori nu sunt protejați de fals pozitiv atunci când sunt reflectate de pe suprafețe lucioase. De asemenea, este evident că culoarea obiectului joacă un rol semnificativ: intervalul de funcționare al senzorului atunci când este luminos
obiect alb va fi mult mai mare decât atunci când detectează negru.
O variantă interesantă a acestui tip de senzori sunt senzorii fotoelectrici cu suprimarea fundalului, care determină obiectele din zona de scanare. Toate obiectele aflate în afara zonei specificate nu afectează rezultatele măsurătorilor.
Fig.3 Principiul senzorului cu reflexie din obiect
Fig.4 Principiul senzorului cu suprimarea fundalului.
2. Dispozitivul senzorului optic.
Dispozitivele optice de proximitate sunt alcătuite din 2 unități finalizate funcțional (Fig.5) - sursa de radiație și receptorul acestei radiații, sursa de radiație (emițător);
1. Generatorul generează o secvență de impulsuri electrice care sosesc la emițător.
2. Emițătorul este un LED în infraroșu sau optic (roșu) care generează radiații.
3. Indicatorul indică prezența tensiunii de alimentare pe radiator.
4. Fotodetector (fototranzistor) - percepe radiația și o transformă într-un semnal electric,
5. Declanșatorul asigură înclinația necesară a frontului semnalului de comutare și a valorii histerezisului.
6. Amplificatorul mărește amplitudinea semnalului de ieșire la valoarea dorită. Ca elemente de comutare sunt folosite tranzistoare puternice.
7. LED-ul indică starea de pornire / oprire a întrerupătorului, asigură monitorizarea operabilității, promptitudinea ajustării și reparației echipamentului.
8. Compusul asigură gradul necesar de protecție împotriva penetrării particulelor solide și a apei.
9. Cazul prevede instalarea comutatorului, protejează de influențele mecanice. Este fabricat din poliamidă, este completat cu produse hardware.
Fig.5 Dispozitiv de senzor optic
3. Scheme pentru conectarea senzorilor optici
Tranzistorul de ieșire este tip PnP (sau tip NPN) cu un colector deschis. Sarcina este conectată între ieșirea și firul comun, negativ. Funcția de contact de închidere este executată (în starea inițială, sarcina este dezactivată). Există două modificări: conexiunea prin cablu și conexiunea detașabilă.
Tranzistor de ieșire tip PnP (sau tip NPN) cu un colector deschis. Sarcina este conectată între ieșirea și firul comun, negativ. Funcția contactului NC este executată (în starea inițială, sarcina este conectată). Se produc două modificări: o conexiune prin cablu și o conexiune detașabilă.
4. Aplicarea senzorilor optici
Senzorii optici, ca parte integrantă a sistemelor automatizate de control, sunt utilizate pe scară largă pentru a determina prezența și cantitatea de obiecte, prezența etichetelor, etichetelor, etichetelor sau etichetelor, poziționarea și sortarea obiectelor pe suprafețele acestora. Cu ajutorul senzorilor optici, puteți controla distanța, dimensiunea, nivelul, culoarea și gradul de transparență. Acestea sunt instalate în sisteme automate de control al iluminării, dispozitive de control de la distanță, sunt utilizate în sistemele de securitate.
În funcție de scopul lor, fotodetectoarele sunt împărțite în două grupe principale: senzori de uz general și senzori speciali. Pentru tipuri speciale de senzori, destinate deciziei unui cerc mai restrâns al problemelor. De exemplu, detectarea unui semn de culoare pe un obiect, detectarea unei margini de contrast, prezența unei etichete pe un pachet transparent etc.
Sarcina senzorului este să găsească obiectul la distanță. Această distanță variază între 0,3 mm și 50 m, în funcție de tipul senzorului selectat și de metoda de detectare.
senzor optic de senzorizare
În această lucrare, am studiat senzorii optici. În opinia mea, acesta este cel mai comun și mai divers tip de senzori. Acestea sunt aplicate în practică în toate tipurile de întreprinderi și servesc pentru o varietate de sarcini.
Senzorii optici sunt grupul cel mai popular de senzori pentru măsurarea poziției și a obiectelor în mișcare. Senzorii optici permit măsurarea fără contact, determină poziția obiectelor care se mișcă la viteză mare. Detectarea distanței poate ajunge la sute de metri și precizia determinării poziției obiectului pentru a ajunge la o zecime de micron. Senzorii care utilizează principiul optic sunt indispensabili pentru determinarea poziției obiectelor "fierbinți" și a obiectelor cu permitivitate dielectrică scăzută.
Găzduit pe Allbest.ru