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1、2002年第21卷第8期 傳感器技術(JournalofTransducerTechnology)53光電測速傳感器及其信號調理電路陳照章,朱湘臨(江蘇大學電氣信息工程學院,江蘇鎮(zhèn)江212013)摘 要:介紹了光電測速傳感器的組成,分析了該傳感器的工作原理。在分析該傳感器信號的基礎上,用SD2380動態(tài)分析儀作了頻譜分析。設計了相應的信號調理電路,并據此制作了車速儀,其準確度高,實用性強。關鍵詞:光電傳感器;空間濾波;測速;施密特觸發(fā)器中圖分類號:TM938.8;TP216文獻標識碼:A文章編號:1000-9787(2002)08-0053-
2、03Speedmeasurementphoto2electricitysensoranditssignaladjustmentcircuitCHENZhao2zhang,ZHUXiang2lin(SchofElecandInfoEngin,JiangsuUniversity,Zhenjiang,212013,China)Abstract:Theconstitutionofthesensorisanalyzed.Basedontheanalysisofthesensorsignal,thefrequencyspectrumismadewithaSD2380ins
3、trument.Thecircuitadaptabletoadjustthesensorsignalisdesigned.Byus2ingthecircuitthespeedmeterismade,whichishighinprecisionandpracticable.Keywords:photo2electricitysensor;spacefiltration;speedmeasurement;Schmitttrigger0引 言在測長測速領域,有接觸式和非接觸式等各種各樣的傳感器。介紹的這種測長測速傳感器是性能優(yōu)良的一種傳感器,它適用于軋鋼、紡織等領域
4、,尤其適合于車輛行駛性能的測量。以前車輛行駛性能的測試一般使用五輪儀,其原理是一個輪子被車輛拖動著在路面上滾動,每轉一周發(fā)出固定數的脈沖,輸給微機系統(tǒng)計算出距離、速度等指標。由于輪子的跳動、打滑、充氣多少等因素的影響,測量準確度不高。在車速大于80～100km/h后,由于振動加大圖1 光電傳感器的組成Fig1Structureofphotoelectricalsensor以及其它一些因素,測出的數據已不可靠。采用光 使用時用吸盤安裝在車廂外側,使透鏡離地面電傳感器,是一種非接觸式的測試技術,它克服了上500mm左右,照明燈光已調整到在透鏡下方的地述缺陷,被測
5、車速可覆蓋目前汽車的最高速,當然也面上形成一個Φ80mm的光斑,透鏡把光斑中的圖可用于火車車速等其它場合的測試中,是一種值得像成像于梳狀光電器件上,光電器件產生的電信號推廣使用的測速技術。經前置儀用放大器放大。傳感器移動時,產生交變電1非接觸式測長測速光電傳感器信號,經信號調理電路處理成TTL電平的方波,由1.1 傳感器的結構和組成MSC251單片機組成的數字系統(tǒng)接收。傳感器由照明組件、透鏡組件、梳狀光電器件、儀1.2 距離—電信號的轉換圖2說明了光電梳狀器件的工作原理。用放大器及外殼支架等部件組成一體,如圖1所示。收稿日期:2002-03-295
6、 傳感器技術 第421卷化,圖像也在該方向掃描,則H(u)為其傳遞函數,F(u)為照度在器件長度范圍內時,地面圖像在x方向的功率譜密度,對特定的目標有確定的統(tǒng)計分布值。H(u)可由設計的器件得到,它與器件的尺寸、n的大小及光敏條之間排列的緊湊程度等因素[1]有關。則光電流響應的功率譜密度為2W(u)=F(u)
7、H(u)
8、.(1)圖2 梳狀光電器件的工作原理由于實際測量到的光電流變化是時間的函數,Fig2Principleofscreenphotoelectricalelement 該圖中由硅光電
9、二級管陣列組成nm1的多個因此需要時空變換。若圖像掃描速度為v,時間頻率光敏條,連接成A、B兩組,呈對稱相間梳狀排列,設f與空間頻率u有f=uv的關系。其單位為Hz。根據同組光敏條的間距為T,x為運動方向。由透鏡形成付立葉變換坐標縮放定理,時間域中光電流輸出的的地面圖像成像于該大面積梳狀器件上,形成光電功率譜密度為流IA、IB,電路使兩者相減。一般來講,兩者因圖像1ff2W(f)=·F()·
10、H()
11、.(2)的不規(guī)則,光照面積的不同而不相等,當傳感器移動vvv式(2)和式(1)有相同的函數形式。其基頻f0=時,圖像在變化,IA、IB也在變化。v(1)當圖像在梳
12、狀器件上移過T/2時,除了前,T為同組
