光电对中装置.doc

红外光电对中控制器主要由直射式红外光电传感器、平衡电桥电路、偏差信号放大电路、数字显示电路、偏差信号处理电路和执行电路等部分组成（框图见下图 ）。 　　1.直射式红外光电对中传感器　　　　直射式红外光电对中传感器由llO只红外光电发射管和110只红外光电接收管组成（见下图）。图中间的空区部分长约40cm，一般布的门幅远大于该数值。空区的两侧各设55只发射管和55只接收管。发射管和接收管的数量根据对中机的宽度而定。对中帆的宽度一般为2.4米。发射管每5只串联。然后再串一只红龟发光二极管和一只限流电阻并把他们接到约lOV的直流电源上。该直流电源在10V左右可调，再通过调整加在发射管上，从而调整红外发射管的发射功率。 　　直射式红外光电传感器的接收管，分成左右两组，每组的接收管相互并联，在安装接收管时，要和发射管一一对应，让发射管发出的红外光正好照射在接收管上¨ 　　2.平衡电桥电路　　　　平衡电桥电路见下图，由电阻R1、R2和光电接收管DRl～DR55、DLI～DL55以及电位器Wl组成。在图中，由于Rl=R2，传感器左侧的光电接收管DRl~DR55的个数与右侧的光电接收管DLI～DL55的个数相等，当电位器WI的滑臂处于中间位置时。根据电桥平衡条件可知。该电桥处于平衡状态。如果因每个光电接收管在亮态时的阻值参数不一致，打破了电桥平衡条件，此时可调：整电位器W，使Ua=Ub，从而达到电桥平衡。 　　在暗态时（即布在传感器内）Uab会有三种情况出现（见图3“平衡电桥电路”中的A、B两点），即：Uab0;Uab0；Uab=O。以下就这三种情况逐一分析： 　　（1）布面偏向传感器的左侧? 左侧的光电接收管DRl～DR55被遮挡的个数大于右侧光克接收管DLI～DL55的个数，。因此UaUb（这是因为光电接收管在暗态时阻值高，在亮态时阻值降低），Uab0，此时电桥电路就输出一个大于零的偏差信号。 　　（2）布面偏向传感器的右侧、同理UaUb、Uabo，此时电桥电路就输出一个小于零的偏差信号。 　　（3）布面正好处于传感器的中间? 此时Ua=Ub、uab=O，电桥电路就输出零电平。 　　在暗态时，布面的几何中点与传感器的机械中点不处在同一点时。可通过调整电位器W1达到中点的一致，使电桥电路中的Ua=Ub。这一调整过程称为传感器的电气调零。此时传感器与布面中点相对应的点称为传感器的电气中点。传感器的机械中点与传感器的电气中点是不同的两个概念。但是在现场调试过程中。要尽量做到传感器的电气中点与传感器的机械中点相一致，从而保证进布时居中。 　　3.偏差信号放大电路　　　　偏差信号放大电路（见下图），由运放集成块ICI，电阻R3～R8组成的减法运算电路。在图中由于R3+R4=R5+R6//R7=R8，我们根据减法运算电路的输入与输出的关系式可知，IC的输出量： 　　即图中的R7；R为输入电阻，即图中的（R3+R4）】。因此集成块ICl输出电压信号U0也有三种情况出现：当UaUb时Uo为一正值，并与输入量成比例关系；当UaUb时U0为一负值，也与输入量成比例关系。通过改变反馈电阻R7与输入电阻（R3+R4）的大小可改变比例值的大小。当Ua=Ub时，Uo=0。 　　在ICl输入端接有电容C1～C3，其作用是防止外界的干扰对运放ICl的影响。 　　4.数字显示电路　　　　数字显示电路，主要由ICL7107构成的3又二分一位数字电压表（见下图），ICL7107为（40）脚大规模集成A/D转换器，能直接驱动共阳极LED数码显示器，不需要另加驱动电路和限流电阻，其工作电压为±5V双电源。 　　由ICI输出端（6）脚输出的偏差信号，通过选择开关K送到ICL7107 A/D转换器输出端（34）脚，在。A/D转换器内部将输入的偏差电压信号转换成4位BCD码，并经7段译码后以a、b、c、d、e、f、g码的形式输出，直接驱动LED数码管。 　　关于ICL7107引脚功能，可参阅相关资料，这里仅说明（38）～（40）脚OSC3、OSC2、OSC1外接振荡电阻和电容，所采用的典型时钟频率值为48kHz。 5.偏差信号处理电路　　　　偏差信号处理电路（见下图），由四运放集成块IC2（LM324）及电阻R8～R25等组成。IC2-A、IC2-B等组成正偏差信号处理电璐；IC2-C、IC2-D等组成负偏差信号处理电路。这里首先分析正偏差信号处理电路。由运放集成块IC2-A、电阻R14、R10、R1l、R16以及R8、W2等构成反相电压比较器，在IC2-A反相输入端（9）脚输入的偏差电压信号Ui与同相输入端（10脚上的基准电压Ua相比较，（10）脚上的基准电压Ua由电源+5V经R8、W2分压后获得，因此基准电压Ua≥0。假设加在（9）脚上的偏差电压信号UiU^，即