Главная страница
Навигация по странице:

  • Расчет выпрямителя

  • Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе

  • Расчет и моделирование операционного усилителя

  • Индикаторные приборы

  • Решение задач. Электроника. Электроника Вариант 4 Содержание


    Скачать 0.95 Mb.
    НазваниеЭлектроника Вариант 4 Содержание
    АнкорРешение задач
    Дата16.05.2022
    Размер0.95 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЭлектроника.docx
    ТипДокументы
    #533253

    Электроника

    Вариант 4

    Содержание

    Оглавление


    Вариант 4 3

    Задание 1 3

    Задание 2 6

    Задание 3 8

    Задание 4 13

    Задание 5 17

    Рисунок 11 - Конструкция устройства 17

    Виды оптических датчиков 19

    Барьерные 19

    Диффузные датчики 20

    Рефлекторные датчики 21

    Специфические датчики 21

    Область применения оптических датчиков 22

    Список использованной литературы 23


    Вариант 4

    Задание 1


    Расчет выпрямителя

    Исходные данные для расчета выпрямителя приведены в таблице 1, где Uc – напряжение сети, питающей выпрямитель; fСчастота сети переменного тока; U0 – выходное выпрямленное напряжение; I0 – ток на выходе выпрямителя; KП % - коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.

    Таблица 1 – Исходные данные для расчета выпрямителя

    Показатель

    Uc

    Uo

    Io

    fc

    Кп

    Ед.измерения

    В

    В

    А

    Гц

    %

    Данные

    380

    5

    3

    50

    2,5




    Рисунок 1

    Решение:

    Дано: Uно = 4 В; Iо = 2 А; U1 = 220 В; Кп.вых = 2 %.

    1. Для выбора типа диодов, определим обратное напряжение на вентиле

    Uобр =1,5·Uо = 1,5 · 1,2 · 5 = 9 В,

    где Uо = 5 · Uно – напряжение на входе сглаживающего фильтра должно быть больше напряжения на нагрузке, т.к. учитывает потери напряжения на фильтре. 

    Средний ток через вентиль

    Iа ср = 0,5·Iо = 0,5 · 3 = 1,5 А.

    Выбираем диоды КД130АС с Iср = 3 А; Uобр.М = 50 В

    Выбор диода производится по этим двум параметрам Iа.ср и Uобр. Из справочника выпишем максимальное обратное напряжение.

    При падении напряжения на кремниевом диоде UД = 0,7 В величина Ri = UД / Iа ср = 0,7 / 1 = 0,7 Ом.

    2. Расчет трансформатора при Uо = 5 В:

    1.Определим сопротивление трансформатора

    1132 Ом.

    2.Напряжение на вторичной обмотке трансформатора

     11,5 В.

    3.Токи обмоток

    2,9 A, 

     0,18 A.

    3.Вычислим габаритную мощность трансформатора, которая для двухполупериодной схемы определяется выражением

    57 В∙А.

    5. Определим емкость конденсатора фильтра:

    Сф = 3200 Iн / Uн Kп,

    где: Сф - емкость конденсатора фильтра, мкФ;
    Iн - максимальный ток нагрузки. A;
    Uн - напряжение на нагрузке, В;
    Kп - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (отношение амплитудного значения переменной составляющей частотой 100 Гц на выходе выпрямителя к среднему значению выпрямленного напряжения).

      Для различных нагрузок коэффициент пульсаций не должен превышать определенного значения1, иначе в динамической головке или громкоговорителе будет прослушиваться фон переменного тока. Для питания портативных приемников и магнитофонов, например, допустим коэффициент пульсации выпрямленного напряжения в пределах 10-3...10-2, усилителей ВЧ и ПЧ - 10-4...10-3, предварительных каскадов усилителей НЧ и микрофонных усилителей - 10-5...10-4. Если выходное напряжение выпрямителя будет дополнительно стабилизироваться транзисторным стабилизатором напряжения, то расчетная емкость конденсатора фильтра может быть уменьшена в 5...10 раз.

    Задание 2


    Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе

    Необходимо произвести расчет усилительного каскада на транзисторе ГТ320А и определить следующие параметры:

    -Положение рабочей точки на входных и выходных характеристиказ транзистора;

    -h-параметры транзистора в районе рабочей точки;

    - Входное сопротивление усилительного каскада;

    -Выходное сопротивление усилительного каскада;

    -Коэффициент усиление каскада по напряжению;

    -Коэффициент усиления каскада по току;

    -Величину выходного напряжения усилительного каскада.

    Таблица 2 – Исходные данные для расчета усилительного каскада

    Показатель

    Ек

    R1

    R2

    Rk

    Ед.измерения

    В

    Ом

    Ом

    Ом

    Данные

    12

    350

    100

    90


















    Рисунок 2 – Схема усилительного каскада



    Рисунок 3 - Входные статические характеристики транзистора ГТ320А



    Рисунок 4 - Выходные статические характеристики транзистора ГТ320А

    Параметры усилительного каскада, подлежащие определению:

    1. Положение рабочей точки на входных и выходных характеристиках транзистора.

    2. h – параметры транзистора в районе рабочей точки.

    3. Входное сопротивление усилительного каскада, RВХ.

    4. Выходное сопротивление усилительного каскада, RВЫХ.

    5. Коэффициент усиления каскада по напряжению, KU.

    6. Коэффициент усиления каскада по току, KI.

    7. Коэффициент усиления каскада по мощности, KP.

    8. Величина выходного напряжения усилительного каскада.

    Режим покоя усилительного каскада, при котором UВХ = 0, определяет положение рабочей точки на семействе выходных характеристик2 на рис. 3. Положение рабочей точки (точка А) определяется значениями сопротивлений базовых резисторов R1, R2, коллекторного резистора RK при заданном значении напряжения питания ЕК. Резисторы R1, R2 создают на входе усилительного каскада в режиме покоя эквивалентную ЭДС, равную

    = (12х100)/(350+100)=2,66В.

    Эквивалентное базовое сопротивление каскада равно

    = (350х100)/(350+100)=77,77 Ом
    По второму закону Кирхгофа для входной цепи в режиме покоя имеем:

    EЭКВ = IБRБ + UБЭ,

    где UБЭ - напряжение между базой и эмиттером в режиме покоя.

    Данное уравнение изображается на входной характеристике транзистора в виде прямой линии (линии нагрузки), построение которой проходит путем нахождения двух характерных точек: в режиме холостого хода, когда IБ = 0, имеем UБЭ = EЭКВ= 2,66 В; и в режиме короткого замыкания - UБЭ = 0, имеем IБ = EЭКВ/RБ = 2,66/77,77 = 3,42 А.

    В результате пересечения линии нагрузки с входной характеристикой IБ = f(UБЭ), при UКЭ = - 5 В находим положение точки покоя (рабочей точки) IБ0 = 0,48 мА, UБЭ0 = 0,43 В.

    Задание 3


    Расчет и моделирование операционного усилителя

    Рассчитать и промоделировать повторитель со следующими параметрами:

    Выходное сопротивление источника сигнала 12 кОм

    Сопротивление нагрузки 1 кОм

    Частота входного сигнала кГц, F=50 кГц

    Амплитуда входного сигнала V INmax=0,3 В

    Постоянная составляющая входного сигнала В, V IN=0,4 В.


    Рисунок 5 – Схема

    Решение:

    Рассчитаем схему на операционном усилителе

    Поскольку коэффициент усиления ОУ очень большой, то напряжение на инвертирующем входе равно напряжению на неинвертирующем входе, а цепочку R1R3 можно рассматривать как делитель напряжения.


    Если R1→∞, R3=0, то Uвыx = Uвх и схема является повторителем напряжения. Изменяя значения сопротивлений R1 и R3 можно установить необходимый коэффициент усиления по напряжению.

    Главное свойство схемы - большое входное сопротивление и малое выходное. Схема позволяет согласовать источники сигнала с высоким выходным сопротивлением и нагрузку с низким сопротивлением.

    Расчет входного резистора с максимальным значением сопротивления источника сигнала (в данном случае Rg1).

    Для обеспечения минимального влияния сопротивления источника сигнала на значение коэффициента усиления Кu2 необходимо, чтобы входное сопротивление схемы, которое определяется сопротивлением резистора на входе ОУ, было много больше сопротивления источника сигнала. Отсюда

    округляем до стандартного значения R1=130 кОм

    Расчет резистора R2:

    Сопротивление резистора R2 выбираем из условия R2=(5ч10)Rg1, чтобы избежать значительного шунтирования источника:

    округляем до стандартного значения R2=130 кОм

    Расчет резистора цепи обратной отрицательной связи:

    округляем до стандартного значения R3=2,4 МОм

    Расчет емкости разделительного конденсатора С1:


    округляем до стандартного значения из ряда Е12: C1=56 нФ
    Выбор ОУ производится с учетом условий:

    - max{R1,R2,R3}˂˂Rвх.ОУ;

    - Rвых.ОУ˂˂R3˂˂Rвх.ОУ;

    - Uсм.доп.˂ UΣсм.ОУ;

    где,

    Rвх.ОУ - входное сопротивление;вых.ОУ - выходное сопротивление;Σсм.ОУ - максимальное суммарное, приведенное ко входу, смещение ОУ;см.доп. - допустимое, приведенное ко входу, смещение в схеме усилителя. Для неинвертирующего усилителя Uсм.доп. рассчитывается по эквивалентному коэффициенту усиления Кu.экв. = Кu1 и заданному динамическому диапозону D;
    ;
    где,см.доп.вых.=Uвых.max∙10-D/20 - допустимое смещение на выходе усилителя;вых.max=12 В - максимальное выходное напряжение ОУ.

    Таким образом, в рассматриваемом примере должны выполняться условия:

    3 = 2,4 МОм˂˂Rвх.ОУ.;вых.ОУ˂˂R3 = 2,4 МОм˂˂Rвх.ОУ;

    Rсм.доп.=38 мBΣсм.ОУ

    Выбираем ОУ типа К140УД6 с параметрами:

    вх=2∙106 Ом;вых=150 Ом;

    ∆Iвх=0,1 нА;



    Uсм=5 мВ


    Условия пригодности ОУ по входному и выходному сопротивлению выполняются. Проверим условие по напряжению смещения.

    Суммарное, приведенное ко входу, смещение ОУ рассчитывается по формуле.
    UΣсмОУ = Uсм.∆Iвх. + Uсм.∆∆Iвх. + Uсм + Uсм.∆T
    Компоненты в правой части формулы:

    от разницы входных токов:

    см.∆Iвх=∆Iвх. ∙R3=0,1∙10-9∙2,4∙106=0,24 мВ
    от температурного дрейфа разницы входных токов:




    - от температурного дрейфа разницы входных токов: Uсм = 5 мВ

    от температурного дрейфа напряжения:

    Таким образом суммарное напряжение смещения ОУ составляет


    ΣсмОУ˂ Uсм.доп

    8,535 мВ˂0,038 В

    Это значение меньше Uсм.доп., поэтому ОУ удовлетворяет требованию применения в схеме неинвертирующего усилителя.

    Найдем максимально допустимую амплитуду напряжений источников сигнала, полагая, что напряжение Uвых.max формируется входными сигналами поровну:



    Построим в программе Microcap электрическую схему усилителя с рассчитанными ранее параметрами

    Рисунок 6
    В качестве источника V3 выбран генератор синусоидального напряжения, с которого на неинвертирующий вход ОУ подается Uвх С амплитудой UM=0,6 В и частотой ѓ=1 кГц.

    Ограничения анализа в режиме Transient:

    Рисунок 7

    Входной сигнал - напряжение на неинвертирующем входе ОУ v(2).

    Выходной сигнал - напряжение на выходе ОУ v(1)




    Задание 4


    Индикаторные приборы

    Рассмотреть жидкокристаллические индикаторы, работающие на отражение

     Жидкокристаллические индикаторы относятся к числу пассивных приборов, так как не излучают собственный свет, как все рассмотренные выше индикаторные приборы, а преломляют падающее или проходящее сквозь них излучение. Основой их работы служит свойство некоторых веществ изменять свои оптические показатели (коэффициент поглощения, отражения, рассеивания, показатель преломления, спектральное отражение или пропускание, оптическую анизотропию, оптическую разность хода) под влиянием внешнего электрического поля.



    Рисунок 8 - Сегментный одноразрядный полупроводниковый ЗСИ (а); условное обозначение (б); соединение выводов сегментов в многоразрядном индикаторе (в); условное обозначение матричного ЗСИ (г)

    Существуют два основных типа ЖКИ. Поскольку ЖКИ относятся к группе пассивных индикаторов, формируемое видимое изображение может проявляться либо на просвет, либо на отражение света от задней стенки индикатора. На рис. представлены две структуры ЖКИ.

     




    Рис. 9 - Устройство ЖКИ: I — ЖКИ, работающий на просвет; I — ЖКИ, работающий на отражение

    Здесь 1 и 5 – стеклянные пластины индикатора; 3 – диэлектрическая основа индикатора, к которой приклеиваются стеклянные пластины индикатора; на поверхность пластин наносится пленки: 2 и 4; 6 – кристаллическая жидкость с сопротивлением от 104 до 1014 Ом; 7 – зеркальная пластинка, имеющая структуру зеркала катафота.

    Под воздействием статического электрического поля или магнитного поля в жидких кристаллах происходит изменение местоположения молекул жидкокристаллического вещества.

    Все процессы принято делить на три группы:

    1. Димнамическое рассеяние;

    2. Твист эффект;

    3. Эффект "гость-хозяин". 

    Динамическое рассеяние проявляется под действием электростатического поля, напряженностью 30 В на 0,25 мм2, приводящего к тому, что жидкокристаллическое вещество теряет свою прозрачность и, следовательно, используется в ЖКИ, работающем либо на просвет, либо на отражение света.

    Твист эффект связан с разворотом молекул вещества под действием примерно такой же напряженности электростатического поля. Индикатор, использующий такой эффект, работает при подсветке когерентным источником.

    Оба эти процесса имеют общее достоинство — они энергоэкономичны (единицы мкВт на см2).

    Если речь идет о ЖКИ с эффектом "гость-хозяин", то там частицы жидкокристаллического вещества под действием электростатического поля приобретают цвет окраски жидких кристаллов "хозяина", то есть этот эффект может использоваться для реализации цветных ЖКИ.
     Таблица 3 - Основные параметры современных индикаторов

    Параметр

    ГРИ

    ВЛИ

    ЭЛИ

    ППИ

    ВНИ

    ЖКИ

    СКИ

    Яркость L, кд/м2

    40…700

    2150…2000

    10…85

    10…1000

    3000…7000

    -

    -

    Напряжение питания Uп, В

    100…420

    25…60

    200…240

    1,5…5

    3…6

    1,8…30

    150…235

    Ток потребления Iпот, мА

    0,5…4

    85…170

    0,5…1

    5…20

    60…360

    0,3 . 10-3…0,2

    -

    Диапазон температур, оС

    -60…+70

    -50…+80

    -40…+55

    -60…+85

    -60…+100

    0…+40

    -10…+60

    Цвет свечения

    ж, л, к, с, б

    л, к, с, ж

    л, к, с, ж

    ж, л, к, р

    л

    к, с

    -

    Минимальная наработка, ч

    15 . 103




    5 . 103

    2,5 . 104

    10 . 103

    3 . 104

    (10…15) . 103

    Примечание:

    ж – желтый, к – красный, п – зеленый, р – оранжевый, б– белый, с – синий.
    Достоинство ЖКИ: высокая экономичность или низкое энергопотребление.

    Недостаток ЖКИ: низкое быстродействие, котрого недостаточно для формирования стандартного телевизионного изображения, к тому же быстродействие зависит от температуры.

    Для управления ЖКИ желательно использовать парафазные управляющие сигналы с нулевым средним, чтобы увеличить срок службы.

    Минимальный ток светодиода Imin = 3 мА, поэтому устройства управления полупроводниковыми знакосинтезирующими индикаторами должны содержать токоограничивающие элементы для каждого из светодиодов.

    Быстродействие таких индикаторов максимально.

    На рис. 10а, приведена модель ЖК-ячейки, помещенной между двумя поляризаторами со скрещенными направлениями поляризации (показаны стрелками). В отсутствие возбуждающего напряжения плоскополяризованнная световая волна, образованная первым поляризатором, поворачивается на 90° при прохождении слоя жидкого кристалла. Ее пропускает второй поляризатор, поскольку плоскость световой волны, прошедшей ЖК, совпадает с плоскостью поляризации этого поляризатора. ЖК-ячейка оказывается светлой и прозрачной.

    Приложенное к индикатору напряжение (рис. 10б) вызывает поворот молекул и установку их параллельно вектору электрического поля. Скрученная молекула исчезает. Слой ЖК не создает поворота плоскополяризованной световой волны. Проходящий через ЖК поляризованный свет не пропускается вторым поляризатором.



    Рисунок 10 - Ориентация молекул в ЖК-индикатора со скручиванием нематической фазы: а — при отсутствии напряжения; б — при включении напряжения навливается. Второй поляризатор пропускает свет, и ячейка вновь становится светлой.

    Эффект скручивания нематической фазы в отличие от эффекта динамического рассеивания света является чисто полевым. Для его реализации не надо пропускать ток через ЖК-ячейку, благодаря чему достигается существенный выигрыш в энергопотреблении.

    Индикатором управляют также переменным напряжением. Рабочее напряжение составляет 5—10 В, а пороговое напряжение — 0,9—1,5 В. Время изменения оптического состояния после подачи или снятия напряжения питания составляет 50—300 мс. Максимально достигаемая контрастность значительно выше и равна 30—100. Потребляемый ток лежит в пределах 1—10 мкА/см2, а мощность — 5—50 мкВт/см2, что существенно меньше, чем в индикаторах с динамическим рассеиванием света. Срок службы достигает 50— 100 тыс. часов.

    Таким образом, жидкокристаллические индикаторы с различными конструкциями и способами создания электрооптических эффектов могут работать по принципу либо пропускания света, либо отражения света.
     

    Задание 5


    Датчики

    Оптические датчики, их виды, схемы, описание, характеристики, основные требования к ним, применение

    Оптический датчик – это электронный прибор компактного размера, оценивающий параметры объекта, попадающих в зону действия, за счет обработки светового излучения разного диапазона.

    Они классифицируются на несколько типов в зависимости от конструктивных и других особенностей, но принцип действия у этого оборудования одинаковый в каждом случае.

    Порядок активации оптического датчика определяется производителем, т.е. последний задает конкретные условия, при наступлении которых прибор включается. Активация датчика происходит в момент, когда световое излучение, попадающее на устройство, приобретает достаточную интенсивность.

    Принцип действия данного прибора основан на способности встроенной электроники распознавать изменения характера свечения. Датчик активируется в момент, когда световой поток беспрепятственно попадает на устройство. Но в случае его прерывания прибор перестает работать. В этот момент на компьютер поступает соответствующий закодированный сигнал, и оператор получает информацию о наличии объекта в зоне действия датчика.



    Рисунок 11 - Конструкция устройства



    Оптические датчики состоят из приемника и источника светового излучения. Оба компонента лежат в основе каждого прибора.

    При этом источник излучения (излучатель) состоит из:

    • корпуса – отвечает за защиту элементов конструкции излучателя и предупреждает повреждения, возникающие из-за механического воздействия, изготавливается из латуни или полиамида;

    • генератора – формирует электрические импульсы, поступающие на излучатель;

    • излучателя, представленного в виде компактного светодиодного механизма, – испускает световой поток в заданном диапазоне;

    • системы оптики – отвечает за направление, в котором испускается световое излучение;

    • индикатора – показывает готовность датчика к работе.

    В состав приемника входят:

    • оптика – отвечает за прием и передачу светового луча к преобразователю;

    • фотоприемник – трансформирует световое излучение в электрический сигнал;

    • усилитель – увеличивает интенсивность сигнала до значения, которое может «считать» прибор;

    • пороговый элемент – регулятор крутизны фронта сигнала переключения;

    • электронный ключ – предупреждает возникновение коротких замыканий и перегрузок;

    • индикатор цвета – показывает заданные параметры датчика.



    Рисунок 12
    Индикатор цвета показывает следующие режимы работы датчика:

    • отсутствие свечения – сигнала нет;

    • зеленый цвет – прибор активирован после получения сигнала, интенсивность которого соответствует заданным параметрам;

    • желтый и красный цвет – показывают увеличение уровня сигнала.

    Если не рассматривать специализированные типы оптических датчиков (щелевые и другие), то эти приборы в зависимости от конструкции можно условно разделить на 2 вида: с цилиндрическим и прямоугольным корпусом. Такая особенность существенно упрощает выбор устройств.

    Виды оптических датчиков


    Оптические датчики применяются для решения широкого круга задач. В связи с этим перед покупкой прибора необходимо определиться с:

    • условиями работы устройства;

    • функциями, которыми устройство должно обладать.

    В зависимости от особенностей работы оптические датчики подразделяются на 3 типа.

    Барьерные


    Датчики барьерного типа отличаются нестандартным принципом работы. Для активации прибора необходимо, чтобы приемник и передатчик были установлены друг напротив друга. Только при соблюдении данного условия световой луч будет попадать в прибор. Если между приемником и передатчиком возникает барьер (отсюда и название устройства), то датчик подаст соответствующий сигнал.

    Благодаря этой особенности они способны контролировать территорию на большом расстоянии. При этом барьерные датчики демонстрируют высокую эффективность. В частности, на работоспособность прибора не влияют капли жидкости и пыль.



    Рисунок 13 – Барьерный датчик

    Среди минусов барьерных датчиков выделяют следующее:

    • сложность монтажа (из-за большого расстояния между приемником и датчиком необходимо прокладывать много электропроводов);

    • приемник и передатчик нужно соосно расположить друг относительно друга (иначе прибор работать не будет);

    • при попадании в зону действия прибора предметов с высокой отражающей способностью устройство подает ложный сигнал;

    • датчик не срабатывает, когда в зону действия попадает прозрачный предмет.

    Последние 2 недостатка можно устранить, изменив соответствующим образом положение регулятора чувствительности. При этом прибор должен быть настроен таким образом, чтобы диаметр луча превосходил размеры объекта, попадающего в контролируемую зону.

    Считается, что датчики барьерного типа – самая надежная разновидность подобных устройств. Это обусловлено высокой эффективностью приборов, которые могут контролировать территории большой площади и работают без помех.

    Приемник и передатчик у устройств данного типа разрешено размещать на расстоянии в 10 метров друг от друга. К последнему обязательно подводится питание. Передатчик у приборов барьерного типа только транслирует световой луч. Это устройство не требует настройки. Чувствительность и другие параметры работы датчика регулируется на приемнике.

    Чтобы оборудование функционировало в рамках заданных параметров, необходимо устанавливать на территории приемник и передатчик из одного комплекта. Компоненты, выпущенные разными производителями, не способны работать друг с другом.

    Датчики барьерного типа применяются преимущественно на охраняемых территориях. На промышленных предприятиях устанавливаются устройства других видов.

    Диффузные датчики


    У датчиков диффузного типа приемник и передатчик размещаются в одном корпусе. Принцип действия данного прибора основан на зеркальном отображении. Суть этого процесса сводится к следующему: передатчик испускает световой луч, который, попадая на объект, рассеивается в разные стороны. Часть таких волн возвращается обратно к датчику, попадая на приемник. В этом случае прибор активируется.

    Основной недостаток устройств диффузного типа заключается в том, что датчики не способны выявлять объекты с низкой отражающей способностью. Для подобных случаев применяются выключатели с подавлением фона.

    Второй недостаток – небольшая область контроля. Устройства функционируют в зоне на расстоянии в 50 см. Однако диффузные датчики при условии правильной настройки способны сразу выявлять объекты, которые появляются в контролируемой области.



    Рисунок 14 – Диффузный датчик
    Для более точной настройки прибора применяется специальная таблица, в которой указаны отражающие свойства материалов. На основе коэффициентов из этого перечня проводится регулировка устройства.


    Рефлекторные датчики


    Датчики этого типа активируются при отражении светового луча от рефлектора, после чего тот попадает на приемник. Прибор повторно включается, когда объект покидает контролируемую зону.



    Рисунок 15 – Рефлекторный датчик3

    Рефлекторные датчики действуют на расстоянии до 10 метров. При этом данное устройство способно контролировать и большую территорию, но тогда снижается эффективность его работы. Объясняется это тем, что по мере увеличения расстояния повышается вероятность смещения направления светового луча из-за вибрации либо пыли.

    Рефлекторные датчики, у которых приемник и передатчик размещены в одном корпусе, способны распознавать полупрозрачные объекты. Такие приборы часто используют как один из компонентов конвейера. Датчик регистрирует момент, когда изделие попадает в определенную точку, и сигнализирует о выходе продукции из зоны контроля.

    Специфические датчики


    Список моделей оптических датчиков не ограничивается приведенными типами. Данные приборы также делятся на следующие виды:

    1. Световая решетка. Прибор представлен в виде двух пластин, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. С одной стороны размещаются фотодиоды, с другой – светодиоды. При перекрытии световой волны между этими элементами подается сигнал, с помощью которого компьютер может определить ширину или высоту объекта.

    2. Световой барьер. Устройства этого типа применяются на территориях, охраняемых от проникновения людей. Конструкция объединяет в себе два рефлекторных датчика и отдельный контроллер. Из-за этой особенности оборудование сложно в монтаже.

    3. Лазерная система. Такой датчик способен не только фиксировать появление объекта в контролируемой области, но и определять точное расстояние до него. Последнее возможно благодаря встроенной электронике.

    4. Оптоволоконный датчик. Это устройство объединяет в себе несколько приборов, установленных на определенном расстоянии друг от друга и соединенных между собой оптоволокном. Обычно в конструкции такого датчика применяются пластиковые фиберы. Устройства данного типа в основном монтируются на территориях с узкой зоной контроля и повышенным риском получения травм. Кроме того, такие датчики применяются в условиях постоянной влажности и сильной вибрации.

    5. Аналоговый датчик. Это оптические датчики выходного сигнала. Устройства данного типа функционируют по сходному с лазерными приборами алгоритму.

    Благодаря такому разнообразию датчиков можно подобрать приборы, которые будут выполнять в том числе и узкоспециализированные задачи.

    Оптические датчики отличаются компактными размерами, что упрощает монтаж приборов. Для расширения области применения производители дополняют такие устройства выносными модулями.

    Область применения оптических датчиков


    Оптические датчики применяются для определения наличия предметов. Эти устройства позволяют:

    • устанавливать расстояние до объекта;

    • определять габариты предмета;

    • определять степень прозрачности;

    • узнать цвет объекта.

    Обычно оптические датчики сочетают с системами сигнализации, контроля освещением или приборами с дистанционным управлением. Несмотря на простую конструкцию, обеспечивающую продолжительный срок эксплуатации, устройства демонстрируют высокую точность проводимых измерений. Одновременно с этим датчики за счет использования кодируемого сигнала минимизируют риски стороннего влияния на работу приборов.

    Чаще устройства данного типа применяются вместе с охранными системами. В этом случае датчики используются для регистрации движения на территории. Также устройства входят в состав систем автоматического управления оборудованием.

    Оптические датчики демонстрируют высокую точность измерения предметов, которые передвигаются с большой скоростью. Поэтому эти устройства применяются для подсчета количества оборотов двигателей разного типа и оценки уровня жидкостей. В обоих случаях датчики в основном применяются на промышленных предприятиях.

    Список использованной литературы




    1. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Т. Бурков; Под ред. М. В. Пономаренко - М.: Транспорт, 2019. - 464 с.

    2. Бушуев В.М.  Электропитание устройств связи. – М.: Радио и связь, 2016 – 211 с.

    3. Засорин С. Н. Электронная и преобразовательная техника: учебник для вузов ж.-д. трансп. / С. Н. Засорин, В. А. Мицкевич, К. Г. Кучма; Под ред. С. Н. Засорина. - М.: Транспорт, 2017 - 319 с.

    4. Ураксеев М.А., Марченко Д.А., Шишкин С.Л. Современные оптические измерительные устройства // Приборы и системы. УКД. 2019. № 3. С. 52-54.



    1 Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Т. Бурков; Под ред. М. В. Пономаренко - М.: Транспорт, 2019. – С.46.


    2 Засорин С. Н. Электронная и преобразовательная техника: учебник для вузов ж.-д. трансп. / С. Н. Засорин, В. А. Мицкевич, К. Г. Кучма; Под ред. С. Н. Засорина. - М.: Транспорт, 2017 – С.31.


    3 Ураксеев М.А., Марченко Д.А., Шишкин С.Л. Современные оптические измерительные устройства // Приборы и системы. УКД. 2019. № 3. С. 52-54.



    написать администратору сайта