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1、2002年第21卷第8期 传感器技术(JournalofTransducerTechnology)53光电测速传感器及其信号调理电路陈照章,朱湘临(江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013)摘 要:介绍了光电测速传感器的组成,分析了该传感器的工作原理。在分析该传感器信号的基础上,用SD2380动态分析仪作了频谱分析。设计了相应的信号调理电路,并据此制作了车速仪,其准确度高,实用性强。关键词:光电传感器;空间滤波;测速;施密特触发器中图分类号:TM938.8;TP216文献标识码:A文章编号: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 言在测长测速领域,有接触式和非接触式等各种各样的传感器。介绍的这种测长测速传感器是性能优良的一种传感器,它适用于轧钢、纺织等领域
4、,尤其适合于车辆行驶性能的测量。以前车辆行驶性能的测试一般使用五轮仪,其原理是一个轮子被车辆拖动着在路面上滚动,每转一周发出固定数的脉冲,输给微机系统计算出距离、速度等指标。由于轮子的跳动、打滑、充气多少等因素的影响,测量准确度不高。在车速大于80～100km/h后,由于振动加大图1 光电传感器的组成Fig1Structureofphotoelectricalsensor以及其它一些因素,测出的数据已不可靠。采用光 使用时用吸盘安装在车厢外侧,使透镜离地面电传感器,是一种非接触式的测试技术,它克服了上500mm左右,照明灯光已调整到在透镜下方的地述缺陷,被测
5、车速可覆盖目前汽车的最高速,当然也面上形成一个Φ80mm的光斑,透镜把光斑中的图可用于火车车速等其它场合的测试中,是一种值得像成像于梳状光电器件上,光电器件产生的电信号推广使用的测速技术。经前置仪用放大器放大。传感器移动时,产生交变电1非接触式测长测速光电传感器信号,经信号调理电路处理成TTL电平的方波,由1.1 传感器的结构和组成MSC251单片机组成的数字系统接收。传感器由照明组件、透镜组件、梳状光电器件、仪1.2 距离—电信号的转换图2说明了光电梳状器件的工作原理。用放大器及外壳支架等部件组成一体,如图1所示。收稿日期:2002-03-295
6、 传感器技术 第421卷化,图像也在该方向扫描,则H(u)为其传递函数,F(u)为照度在器件长度范围内时,地面图像在x方向的功率谱密度,对特定的目标有确定的统计分布值。H(u)可由设计的器件得到,它与器件的尺寸、n的大小及光敏条之间排列的紧凑程度等因素[1]有关。则光电流响应的功率谱密度为2W(u)=F(u)
7、H(u)
8、.(1)图2 梳状光电器件的工作原理由于实际测量到的光电流变化是时间的函数,Fig2Principleofscreenphotoelectricalelement 该图中由硅光电
9、二级管阵列组成nm1的多个因此需要时空变换。若图像扫描速度为v,时间频率光敏条,连接成A、B两组,呈对称相间梳状排列,设f与空间频率u有f=uv的关系。其单位为Hz。根据同组光敏条的间距为T,x为运动方向。由透镜形成付立叶变换坐标缩放定理,时间域中光电流输出的的地面图像成像于该大面积梳状器件上,形成光电功率谱密度为流IA、IB,电路使两者相减。一般来讲,两者因图像1ff2W(f)=·F()·
10、H()
11、.(2)的不规则,光照面积的不同而不相等,当传感器移动vvv式(2)和式(1)有相同的函数形式。其基频f0=时,图像在变化,IA、IB也在变化。v(1)当图像在梳
12、状器件上移过T/2时,除了前,T为同组
