專利名稱：光電傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感元件領域，尤其涉及一種光電傳感器。
背景技術：
在位置控制系統中，為了提高控制精度，準確測量控制對象的位置是十
分重要的。目前，檢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A/D轉換成數字量送至系統進行進一步處理。此方法雖 然檢測精度高，但在多路、長距離位置監控系統中，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 統常用的位移檢測傳感器，尤其應用在冶金、起重、紡織尤其自動測試系統 等行業。當控制對象發生位置變化時，光電編碼器便會發出A、 B兩路相位差 90度的數字脈沖信號。正轉時A相超前B相90度，反轉時B相超前A相90 度。脈沖的個數與位移量成比例關系，因此通過對脈沖計數就能計算出相應 的位移。但是，現有的這種位置傳感器難以解決機械旋轉運動中角位移、角 速度、角加速度高精度實時測量，以及現有位移的測量也不能達到高精度、 實時性以及高可靠性的要求。
實用新型內容
本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在無法高精度、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。
為了實現上述目的，本實用新型提供了一種光電傳感器，該光電傳感器 包括
用于產生第 一相脈沖信號源的第三光敏元件； 用于產生第一相脈沖信號源的第五光敏元件，與所述第三光敏元件連接；
用于產生第二相脈沖信號源的第二光敏元件；
用于產生第二相脈沖信號源的第六光敏元件，與所述第二光敏元件連接。 光電傳感器還包括用于產生基準脈沖信號的第一光敏元件。 所述的光電傳感器還包括用于檢測紅外發光管的發光強度的第四光敏元件。
因此，本實用新型通過第四(在傳統的光電傳感器中第四光敏元件被稱 之為D光敏元件)光敏元件檢測紅外發光管的發光強度，這種紅外發光管的 發光強度會隨著使用時間的增加而減弱，在電路中根據檢測到的紅外發光管 的發光強度來對紅外發光管的驅動電流進行調整，以延長紅外發光管的使用 壽命和產品的使用壽命。并且通過改變傳統的產生A相和B相脈沖信號源的 光敏元件組合，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生影響，這樣也就降低了產品對機械及安裝方 面的要求，同時也增加了他的抗震性能，有著很好的經濟效益和社會效益。
圖1所示為本實用新型光電傳感器的結構框圖。
圖2所示為A光敏元件的電路原理圖。
圖3所示為B光敏元件的電路原理圖。
圖4所示為C光敏元件的電路原理圖。
圖5所示為D光敏元件的電路原理圖。
圖6所示為E光敏元件的電路原理圖。
圖7所示為F光敏元件的電路原理圖。
圖8所示為本實用新型光電傳感器應用在光電編碼器。
具體實施方式
本實用新型光電傳感器結構圖如圖1所示，它是由六塊獨立的
光敏元件組成的，同時參照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示 的各個光敏元件的電路原理圖，在這些圖中，(在傳統的光電傳感 器中第一光敏元件被稱之為A光敏元件、第二光敏元件被稱之為B 光敏元件、第三光敏元件被稱之為C光敏元件、第四光敏元件被稱之為D 光敏元件、第五光敏元件被稱之為E光敏元件和第六光敏元件被稱之為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有技術，由電
阻電容構成，在此不再贅述。如圖1所示的，該光電傳感器包括用于產生基
準脈沖信號的A光敏元件；用于檢測紅外發光管的發光強度的D光敏元件；
用于產生A相(即第一相)脈沖信號源的C光敏元件；用于產生A相脈沖信
號源的E光敏元件，與所述C光敏元件連接；用于產生B相(即第二相)脈
沖信號源的B光敏元件；用于產生B相脈沖信號源的F光敏元件，與所述B
光壽文元件連4妄。
其中A光敏電阻是用來產生基準脈沖信號(Z信號)，D光敏電阻是用 來檢測紅外發光管的發光強度，由于這種紅外發光管的發光強度會隨著使用 時間的增加而減弱，在電路中根據檢測到的紅外發光管的發光強度來對紅外 發光管的驅動電流進行調整，以延長紅外發光管的使用壽命和產品的使用壽 命。傳統的由這些光敏元件構成的光電傳感器中，大多是以C光敏元件和B 光敏元件連接產生A相脈沖的信號源，E光敏元件和F光敏元件連接產生B 相脈沖的信號源，但是這種產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產生的光電流不 一樣，這也就會直接導致C和B產生的波形不對稱，這樣又會導致由C和B 產生的A路信號占空比不是一比一 (也就是說它產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光敏元件和E光敏元件來 產生A相脈沖信號，由B光敏元件和F光每文元件來產生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，這也就導致了當光柵和光敏元件發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生影響，這樣也就降低了產品對 機械及安裝方面的要求，同時也增加了抗震性能，這是由于產品在現場應用 的時候一般震動都比較大，這樣導致的結果是光柵和光敏元件之間會產生一 些微小的相對移動，這就會導致最終出現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，有著很好的經濟效益和社 會效益。
本實用新型光電傳感器應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，用來產生光電流；一 個差分輸出的驅動器4，用來產生編碼器輸出的差分信號，它的驅動電流 可達20mA，紅外發射裝置1,紅外光通過光柵片2發射到光敏傳感器3 中，會產生一系列的脈沖信號，我們對此信號進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光管的使用壽命和產品的使用壽命。并且通過 上述的由B和F光敏電阻產生B相脈沖信號，以及C和E產生A相脈沖 信號，從而防止產生的脈沖波型不致，以降低了產品對機械及安裝方面的 要求。編碼器軸的旋轉帶動動光柵的旋轉，動光柵和靜光柵相對位置的改 變，產生一連續的脈沖，通過對脈沖頻率或其周期的計算就可以精確的得 出當前編碼器的轉速，通過A相和B相的前后關系(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方向，在電路中對A相、 B相、Z相進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一圈Z相產生一個脈沖，目的是對A、 B兩相的一 個校正。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限
制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技 術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換， 而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的 權利要求范圍當中。
權利要求1、一種光電傳感器，其特征在于包括用于產生第一相脈沖信號源的第三光敏元件；用于產生第一相脈沖信號源的第五光敏元件，與所述第三光敏元件連接；用于產生第二相脈沖信號源的第二光敏元件；用于產生第二相脈沖信號源的第六光敏元件，與所述第二光敏元件連接。
2、 根據權利要求1所述的光電傳感器，其特征在于還包括 用于產生基準脈沖信號的第 一光敏元件。
3、 根據權利要求1或2所述的光電傳感器，其特征在于還包括 用于檢測紅外發光管的發光強度的第四光敏元件。
專利摘要本實用新型涉及一種光電傳感器，包括用于產生第一相脈沖信號源的第三光敏元件；用于產生第一相脈沖信號源的第五光敏元件，與所述第三光敏元件連接；用于產生第二相脈沖信號源的第二光敏元件；用于產生第二相脈沖信號源的第六光敏元件，與所述第二光敏元件連接。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生影響，這樣也就降低了產品對機械及安裝方面的要求，同時也增加了它的抗震性能，有著很好的經濟效益和社會效益。
文檔編號G01P3/42GK201184793SQ20072017384
公開日2009年1月21日 申請日期2007年10月29日 優先權日2007年10月29日
發明者孫立強 申請人:北京中礦雷恩科技有限公司