數字式光電傳感器
(1)光電轉速傳感器
光電式轉速計將轉速的變化變換成光通量的變化,再經光電元件轉換成電量的變化。根據其工作方式可分為反射型和直射型兩類。
反射型光電轉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發射的光線經過透鏡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,經聚光鏡7照射到被測軸上。該軸旋轉時,反射光經聚焦透鏡5聚焦后,照射在光電元件4上產生光電流。由于軸1上有黑白間隔,轉動時將獲得與轉速及黑白間隔數有關的光脈沖,使光電元件產生相應的電脈沖。當間隔數一定時,電脈沖數便與轉速成正比,電脈沖送至數字測量電路,即可計數和顯示。
直射型光電轉速計的工作原理如上圖(b)所示。轉軸1上裝有帶孔的圓盤,圓盤的一邊設置光源3,另一邊設置光電元件4。圓盤隨軸轉動,當光線通過小孔時,光電元件產生一個電脈沖。轉軸連續轉動,光電元件就輸出一列與轉速及圓盤上的孔數成正比的電脈沖數。在孔數一定時,脈沖數就和轉速成正比。電脈沖輸入測量電路后,被放大和整形,再送入頻率計顯示,也可專門設計一個計數器進行計數和顯示。
(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,通過光學鏡頭和光學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。當彈丸通過天幕時,天幕入射光通量產生突變,經過光學鏡頭聚焦在光電管上的光照也發生突變,使光電管有一脈沖信號輸出。經過放大整形,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。