數(shù)字式光電傳感器
(1)光電轉(zhuǎn)速傳感器
光電式轉(zhuǎn)速計將轉(zhuǎn)速的變化變換成光通量的變化,再經(jīng)光電元件轉(zhuǎn)換成電量的變化。根據(jù)其工作方式可分為反射型和直射型兩類。
反射型光電轉(zhuǎn)速計的工作原理如下圖(a)所示。金屬箔或反射紙帶沿被測軸1的圓周方向按均勻間隔貼成黑白反射面。光源3發(fā)射的光線經(jīng)過透鏡2成為均勻的平行光,照射到半透明膜片6上。部分光線透過膜片,部分光線被反射,經(jīng)聚光鏡7照射到被測軸上。該軸旋轉(zhuǎn)時,反射光經(jīng)聚焦透鏡5聚焦后,照射在光電元件4上產(chǎn)生光電流。由于軸1上有黑白間隔,轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔數(shù)有關(guān)的光脈沖,使光電元件產(chǎn)生相應(yīng)的電脈沖。當(dāng)間隔數(shù)一定時,電脈沖數(shù)便與轉(zhuǎn)速成正比,電脈沖送至數(shù)字測量電路,即可計數(shù)和顯示。
直射型光電轉(zhuǎn)速計的工作原理如上圖(b)所示。轉(zhuǎn)軸1上裝有帶孔的圓盤,圓盤的一邊設(shè)置光源3,另一邊設(shè)置光電元件4。圓盤隨軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)光線通過小孔時,光電元件產(chǎn)生一個電脈沖。轉(zhuǎn)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動,光電元件就輸出一列與轉(zhuǎn)速及圓盤上的孔數(shù)成正比的電脈沖數(shù)。在孔數(shù)一定時,脈沖數(shù)就和轉(zhuǎn)速成正比。電脈沖輸入測量電路后,被放大和整形,再送入頻率計顯示,也可專門設(shè)計一個計數(shù)器進行計數(shù)和顯示。
(2)天幕靶
天幕靶主要用于對飛行器(如彈丸)飛行速度的測量。
天幕靶是利用天空自然光,通過光學(xué)鏡頭和光學(xué)狹縫來給岀一個限定的光幕,天幕以外的天空自然光是無法入射到光電元件上的,如下圖所示。
天幕靶由兩個靶組成,因而在彈道上兩點P1和P2處,形成兩個楔性天幕
光學(xué)鏡頭把天幕入射光通量聚集后,投射到光電元件上。平時天空背景亮度變化不大,光電管上接收的光通量變化也不大,光電管無突變信號輸出。當(dāng)彈丸通過天幕時,天幕入射光通量產(chǎn)生突變,經(jīng)過光學(xué)鏡頭聚焦在光電管上的光照也發(fā)生突變,使光電管有一脈沖信號輸出。經(jīng)過放大整形,通過引出線給計時儀器一個啟停信號,即可測出彈丸通過P1和P2間所需的時間以∆t。由于P1和P2間距離是給定的,因而可算出這段距離內(nèi)彈丸的平均速度。
天幕靶特別適用于高角測速,但不能在夜間使用,若加防護可在雨天和雪天使用。