Оптические мостовые схемы

Оптические датчики

После механических контактных и потенциометрических датчиков оптические детекторы возможно являются наиболее популярными устройствами для определения положения и перемещений объектов. Среди их основных достоинств можно назвать простоту, отсутствие нагрузочного эффекта и относительно большие рабочие расстояния. Они нечувствительны к паразитным магнитным полям и электростатическим помехам, что делает их незаменимыми для некоторых приложений. В состав оптического датчика перемещений, как правило, входят три компонента: источник света, фотодетектор и устройства, управляющие светом (линзы, зеркала, оптические волокна и т.л.). На рис. 4.17 и 4.18 главы 4 приведены примеры двух оптоволоконных датчиков приближения. Подобные датчики можно реализовать и без применения оптоволокон. В этих случаях свет направляется на объект при помощи фокусирующих линз, а возвращается назад к детектору при помощи отражателей. В настоящее время этот метод претерпел существенные изменения: за счет более сложных компонентов удалось улучшить избирательность, повысить помехозащищенность и надежность оптических датчиков.

Классическая концепция мостовых схем применима и к оптическим датчикам. На рис. 7.25 приведен пример построения мостового оптического датчика. Четырехквадрантный фотодетектор состоит из четырех детекторов света, соединенных в мостовую схему. Объект должен отличаться по оптической контрастности от окружающей среды. Рассмотрим систему определения местонахождения космических объектов (рис. 7.25А). На фотодетектор при помощи оптической системы (например, телескопа) фокусируется изображение солнца или какого-то иного достаточно яркого объекта. Четыре выхода фотодетектора подсоединяются к соответствующим входам дифференциальных усилителей (рис. 7.25Б). Выходной сигнал каждого усилителя пропорционален перемещению изображения от оптического центра датчика вдоль соответствующей оси. Когда изображение находится точно в центре, выходные сигналы обоих усилителей равны нулю. Это происходит только тогда, когда оптическая ось телескопа пересекает объект.

Дата добавления: 2014-01-20