[科普中国]-光电式转速传感器

定义光电传感器

光电传感器或光眼是用于通过使用通常为红外线的光发射器和光电接收器来探测物体的距离，确定物体不存在或存在的设备，主要用于工业制造。

光电式转速传感器光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和相应快等优点，在检测和控制领域得到了广泛的应用。

特点作用应用由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和相应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。

优点1、抗干扰性好

光电转速传感器多采用LED作为光线投射部件，极少会出现光线停顿的情况，也不会存在灯泡烧毁等故障危险。另外，光电转速传感器的光源都是经过特殊方式调制的，有极强的抗干扰能力，不会受普通光线的干扰。

2、结构紧凑

光电转速传感器的结构紧凑，主要由投射光线部件、接收光线部件也就是光敏元件和放大元件等组成，因此光电转速传感器的体积设计小巧、内部结构精致，一般重量不会超过200g，非常便于使用者的携带、安装和使用。

3、测量能力好

光电转速传感器的可采用光纤封装，可于测量微小的物体，特别是微小旋转体的测量，特别适用于高精密、小元件的机械设备测量。光电转速传感器的运行稳定，有良好的可靠性，测量的精度较高，能满足使用者的测量要求。

4、非接触式转速表

光电转速传感器采用光学原理制造，属于非接触式转速测量仪表，它的测量距离一般可达200mm左右。光电转速传感器的测量无需与被测量对象接触，不会对被测量轴形成额外的负载，因此光电转速传感器的测量误差更小，精度更高。1

分类直接测量电机转速的方法很多，可以采用各种光电传感器，也可以采用霍尔元件。光电传感器在工业上的应用可归纳为直射式、反射式、投射式三种基本形式。

直射式直射式光电转速传感器由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，即

n=f/N

式中：n - 转速 f - 脉冲频率 N - 圆盘开孔数。

反射式反射式光电传感器主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。当测试距离近且测试要求不高时，可仅在被测部件上安装了一片反光贴纸，此时，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。

n=f

如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或反光贴纸的数量。

投射式投射式光电转速传感器的读数盘和测量盘有间隔相同的缝隙。测量盘随被测物体转动，每转过一条缝隙，从光源投射到光敏元件（见光电式传感器）上的光线产生一次明暗变化,光敏元件即输出电流脉冲信号（图1）。反射式光电传感器在被测转轴上设有反射记号，由光源发出的光线通过透镜和半透膜入射到被测转轴上。转轴转动时，反射记号对投射光点的反射率发生变化。反射率变大时，反射光线经透镜投射到光敏元件上即发出一个脉冲信号；反射率变小时，光敏元件无信号。在一定时间内对信号计数便可测出转轴的转速值。

应用举例分布式监控系统的设计针对光电转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式监控系统,发挥集中管理、分散控制优势。AT89C52应用系统作为下位机,完成具体测控任务;工控机作为管理级,对系统作全面监控和管理。实践证明:该系统具有技术先进、功能可靠、实用、安全等特点、从而进一步提高了工作效率。2

光电式正多面体转速传感器设计设计完成的光电式正多面体转速传感器,实现了测量精度的可调;提出的变周期测量方法,在频率变化比较大的情况下,相对直接测频等方法,有更高的测量精度;并分析了光电式转速传感器的误差来源,为进一步提高光电式正多面体转速传感器的测量精度提供了理论根据3。