專利名稱：光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感元件領(lǐng)域，尤其涉及一種光電傳感器<
背景技術(shù)：
在位置控制系統(tǒng)中，為了提高控制精度，準(zhǔn)確測量控制對象的位置是十
分重要的。目前，^r測位置的辦法有兩種其一是使用位置傳感器，測量到 的位移量由變送器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送至系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。此方法雖 然檢測精度高，但在多路、長距離位置監(jiān)控系統(tǒng)中，由于其成本昂貴，安裝 困難，因此并不適用。其二是使用光電編碼器，光電編碼器是高精度控制系 統(tǒng)常用的位移檢測傳感器，尤其應(yīng)用在冶金、起重、紡織尤其自動測試系統(tǒng) 等行業(yè)。當(dāng)控制對象發(fā)生位置變化時，光電編碼器便會發(fā)出A、 B兩路相位 差90度的數(shù)字脈沖信號。正轉(zhuǎn)時A相超前B相90度，反轉(zhuǎn)時B相超前A 相90度。脈沖的個數(shù)與位移量成比例關(guān)系，因此通過對脈沖計數(shù)就能計算出 相應(yīng)的位移。但是，現(xiàn)有的這種位置傳感器難以解決機械旋轉(zhuǎn)運動中角位移、 角速度、角加速度高精度實時測量，以及現(xiàn)有位移的測量也不能達(dá)到高精度、 實時性以及高可靠性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在無法高精度、高可靠性及實時 地測量各種位置，而提供一種光電傳感器，由6個光敏元件組成。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光電傳感器，該光電傳感器包括: 第三光^:元件，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；
第五光每文元件，與所述第三光敏元件連接，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；
3第二光壽化件，用于產(chǎn)生第二相脈沖信號源；
第六光^t件，與所述第二光 /1牛連接，用于產(chǎn)生第^Nl脈沖信號源。
所述的光電傳感器還包括
第一光每tit件，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)脈沖信號。
所述的光電傳感器還包括第四光4^t件，用于檢測紅外發(fā)光管的發(fā)光強度。 因此，本發(fā)明通過第四(在傳統(tǒng)的光電傳感器中第四光^件^皮稱之為D光 ^bt件)光壽tit件檢測紅外發(fā)光管的發(fā)光強度，這種紅外發(fā)光管的發(fā)光強度會隨 著使用時間的增加而減弱，在電路中根據(jù)檢測到的紅外發(fā)光管的發(fā)光強度來對紅 外發(fā)光管的驅(qū)動電流進(jìn)行調(diào)整，以延長紅外發(fā)光管的使用壽命和產(chǎn)品的使用壽 命。并且通過改變傳統(tǒng)的產(chǎn)生A相和B相脈沖信號源的光^L件組合，從而無論 光電傳感器向哪個方向移動，由于光電流的變化是一致的，不會對我們的電路產(chǎn) 生影響，這樣也就降低了產(chǎn)品對才/M^A安裝方面的要求，同時也增加了他的抗震 性能，有著很好的經(jīng)濟(jì)歲t^和社會效益。


圖1所示為本發(fā)明光電傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2a、 2b、 2c、 2d、 2e和2f所示為各個光壽iit件的電路原理圖。
圖3所示為本發(fā)明光電傳感器應(yīng)用在光電編碼器。
具體實施例方式
本發(fā)明光電傳感器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，它是由六塊獨立的光^it件組成的， 同時參照圖2a、 2b、 2c、 2d、 2e和2f所示的^h光^L件的電路原理圖，在此 圖中(在傳統(tǒng)的光電傳感器中第一光^it件被稱之為A光壽iit件、第二光4tiL件 被稱之為B光^Ut件、第三光^tiL件被稱之為C光^tit件、第四光g件被稱之 為D光每阮件、笫五光每汰件被稱之為E光^it件和第六光壽tit件被稱為F光敏元件)a、 b、 c、 d、 e和f這6個光敏元件的電路原理是現(xiàn)有技術(shù)，由 電阻電容構(gòu)成，在此不再贅述。如圖l所示的，該光電傳感器包括用于產(chǎn)生 基準(zhǔn)脈沖信號的a光l丈元件；用于檢測紅外發(fā)光管的發(fā)光強度的d光敏元件； 用于產(chǎn)生a相(即第一相)脈沖信號源的c光每文元件；用于產(chǎn)生a相脈沖 信號源的e光敏元件，與所述c光敏元件連接；用于產(chǎn)生b相(即第二相) 脈沖信號源的b光每文元件；用于產(chǎn)生b相脈沖信號源的f光每丈元件，與所述 b光4文元件連4妄。
其中a光敏電阻是用來產(chǎn)生基準(zhǔn)脈沖信號(z信號)，d光敏電阻是用 來檢測紅外發(fā)光管的發(fā)光強度，由于這種紅外發(fā)光管的發(fā)光強度會隨著使用 時間的增加而減弱，在電路中根據(jù)檢測到的紅外發(fā)光管的發(fā)光強度來對紅外 發(fā)光管的驅(qū)動電流進(jìn)行調(diào)整，以延長紅外發(fā)光管的使用壽命和產(chǎn)品的使用壽 命。傳統(tǒng)的由這些光敏元件構(gòu)成的光電傳感器中，大多是以c光敏元件和b 光敏元件連接產(chǎn)生a相脈沖的信號源，e光l丈元件和f光4丈元件連4妄產(chǎn)生b 相脈沖的信號源，但是這種產(chǎn)生信號源的連接方法會對機械加工精度和安裝 精度有較高的要求，因為一旦光電傳感器和光柵的位置有所改變，那么最終 輸出的波形就會變差甚至不能正常使用，原因是如果光電傳感器的位置左右 移動，因為c光敏元件和b光敏元件并不在一個同心圓上，或者說它們相對 于中心點(圓心)的半徑是不一樣的，這樣就會造成c和b產(chǎn)生的光電流不 一樣，這也就會直接導(dǎo)致c和b產(chǎn)生的波形不對稱，這樣又會導(dǎo)致由c和b 產(chǎn)生的a路信號占空比不是一比一 (也就是說它產(chǎn)生的脈沖的寬度不是一致 的)，基于這種考慮，我們將原有的電路改為用c光^:元件和e光^:元件來 產(chǎn)生a相脈沖信號，由b光壽丈元件和f光敏元件來產(chǎn)生b相脈沖信號，這 樣可以解決上述問題，無論傳感器是向哪個方向移動，由于光電流的變化是 一致的，這時由于abcdef其實都在一個同心圓上，只不過它們相對于圓心 的半徑是不一樣的，這也就導(dǎo)致了當(dāng)光柵和光敏元件發(fā)生相對移動的時候光 電流變化的大小不一致，而采用b和f之后由于它們的半徑相同，也就是說 他們在同 一條圓弧上，因而他們由于光柵的相對移動而產(chǎn)生的光電流的變化在理論上是一致的，不會對我們的電路產(chǎn)生影響，這樣也就降低了產(chǎn)品對機 械及安裝方面的要求，同時也增加了抗震性能，這是由于產(chǎn)品在現(xiàn)場應(yīng)用的 時候一般震動都比較大，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是光柵和光敏元件之間會產(chǎn)生一些 微小的相對移動，這就會導(dǎo)致最終出現(xiàn)的波形不好甚至不能使用，由于采取 了以上措施能夠最大限度的增加他的抗震性能，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會 效益。
本發(fā)明光電傳感器應(yīng)用在光電編碼器中如圖3所示，光電編碼器的工 作原理是一個光敏二極管陣列即光電傳感器3，用來產(chǎn)生光電流； 一個差 分輸出的驅(qū)動器4，用來產(chǎn)生編碼器輸出的差分信號，它的驅(qū)動電流可達(dá) 20mA，紅外發(fā)射裝置1,紅外光通過光柵片2發(fā)射到光敏傳感器3中， 會產(chǎn)生 一 系列的脈沖信號，我們對此信號進(jìn)行整形放大后即作為編碼器的 輸出。在該光電編碼器中，光敏傳感器的D光敏元件用來探測紅外光強 度，從而可以延長紅外發(fā)光管的使用壽命和產(chǎn)品的使用壽命。并且通過上 述的由B和F光每文電阻產(chǎn)生B相脈沖信號，以及C和E產(chǎn)生A相脈沖信 號，從而防止產(chǎn)生的脈沖波型不致，以降低了產(chǎn)品對機械及安裝方面的要 求。編碼器軸的旋轉(zhuǎn)帶動動光柵的旋轉(zhuǎn)，動光柵和靜光4冊相對位置的改變， 產(chǎn)生一連續(xù)的脈沖，通過對脈沖頻率或其周期的計算就可以精確的得出當(dāng) 前編碼器的轉(zhuǎn)速，通過A相和B相的前后關(guān)系(即在A的上升沿B是高 電平還是低電平)就可以判定編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，在電路中對A相、B 相、Z相進(jìn)行波形的整形和放大后通過電纜送出供用戶使用，其中Z相的 功能是編碼器每旋轉(zhuǎn)一圈Z相產(chǎn)生一個脈沖，目的是對A、 B兩相的一個 校正。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng) 中。
權(quán)利要求
1、一種光電傳感器，其特征在于包括第三光敏元件，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；第五光敏元件，與所述第三光敏元件連接，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；第二光敏元件，用于產(chǎn)生第二相脈沖信號源；第六光敏元件，與所述第二光敏元件連接，用于產(chǎn)生第二相脈沖信號源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于還包括 第一光壽文元件，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)脈沖信號。
3 、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電傳感器，其特征在于還包括 第四光敏元件，用于檢測紅外發(fā)光管的發(fā)光強度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電傳感器，包括第三光敏元件，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；第五光敏元件，與所述第三光敏元件連接，用于產(chǎn)生第一相脈沖信號源；第二光敏元件，用于產(chǎn)生第二相脈沖信號源；第六光敏元件，與所述第二光敏元件連接，用于產(chǎn)生第二相脈沖信號源。從而無論光電傳感器向哪個方向移動，由于光電流的變化是一致的，不會對我們的電路產(chǎn)生影響，這樣也就降低了產(chǎn)品對機械及安裝方面的要求，同時也增加了它的抗震性能，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
文檔編號G01D5/26GK101424546SQ200710176438
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者鐘永勇 申請人:北京中礦雷恩科技有限公司