光電傳感器的工作原理解析

  光電傳感器的技術(shù)與工作原理

  距離測量是基于三角測量原理。激光束打在物體上形成一個小點，傳感器(光電二極管陣列)的接收器對該點的位置進(jìn)行探測。入射角隨距離而變化，因而激光點在接收器上的位置也相應(yīng)變化。光電二極管陣列由集成微控制器讀取。控制器根據(jù)光電二極管陣列上的光分布精確地計算角度，然后據(jù)此計算出與目標(biāo)物之間的距離。此距離值可通過串口發(fā)送，也可轉(zhuǎn)換為與距離成正比的輸出電流。微處理器確保獲得很高的線性度和測量精度。光電二極管陣列與微控制器相結(jié)合，抑制了干擾性反射，從而提供了臨界表面的可靠數(shù)據(jù)。

  傳感器通過調(diào)節(jié)內(nèi)部靈敏度來適應(yīng)不同的顏色，從而使其不受物體顏色的影響。如果在測量范圍內(nèi)沒有物體，或者如果所接收到的光不足以準(zhǔn)確地探測物體(例如，如果傳感器臟了)，則將觸發(fā)一個數(shù)字輸出。分辨率和精度可能會隨著距離的變化而變化。對于相同的距離變化Δd，在靠近傳感器處，它使角α1發(fā)生較大的變化;而在遠(yuǎn)離傳感器處，則使角α2發(fā)生較小的變化(見圖)。這種非線性行為可以用微控制器進(jìn)行校正，從而使輸出信號與距離保持線性關(guān)系。

  運(yùn)行時間測量

  采用運(yùn)行時間測量方法，可通過測量信號在所覆蓋的范圍內(nèi)的傳輸時間來直接完成距離測量。在實際應(yīng)用中，發(fā)送器發(fā)射一組突發(fā)信號，信號遇到物體后被反射，然后被傳感器的接收器所捕獲。傳感器的估算求值電路計算信號所經(jīng)歷的時間以及所發(fā)生的相位偏移，然后將其轉(zhuǎn)換成距離信息。采用運(yùn)行時間技術(shù)，即使目標(biāo)距離較遠(yuǎn)，也可以精確可靠地進(jìn)行探測。

  光電傳感器的安裝與調(diào)整

  對于所有的測距傳感器，必須確保接收器的光學(xué)系統(tǒng)能夠直接“看見”激光斑，并且接收器前方?jīng)]有障礙物。

  對于光亮或反光物體，其直接反射光不得影響接收器。通過稍微傾斜傳感器可避免此問題。

  要獲得最佳測量結(jié)果，安裝傳感器時，傳感器必須與物體的運(yùn)動方向垂直。三角測量原理傳感器的簡單規(guī)則：對于每一種應(yīng)用，都應(yīng)該盡量減小傳感器與物體之間的距離。量程越短，分辨率和精度越高(影響極其敏感)。電磁兼容性注意事項：將傳感器接地，并使用屏蔽連接線。