【正文】 能的望遠鏡是發(fā)射一束調制的脈沖激光，再接收來自于被測物的反射光。主動輪轉一周 ?工件移動 ?D2 ?對應產生的脈沖數(shù) D1n/D3 ?一個脈沖對應零件移動的距離為 ?L＝ ?D2D3/nD112上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。但不應有零件與傳送帶之間或輪與輪之間的相對移動。 光電檢測基本方法在上面的測量中，由于物體的震動，馬達電壓頻率的波動等使 v不勻速，這樣就可帶來測量誤差。其中， k是高頻脈沖的時間當量，即表示單位高頻脈沖所代表的時間，而 K是長度當量，即表示單位高頻脈沖所代表的長度。圖給出了脈寬法測長的原理。 光電檢測基本方法1． 光電檢測基本方法2. 雙通道光電補償式測量在雙光路差動法測量中，用相敏檢波器的輸出量直接控制光楔上下移動，直到 φ1－ φ2＝ 0，即相敏檢波器的輸出量為零，而光楔的上下移動與一個讀數(shù)機構相連，從讀數(shù)機構的得到的讀數(shù)正好反映的光通量的變化量，也就是被測量的值。以上是單通道電補償?shù)囊粋€例子。由光敏電阻 RG和電阻 R0、 R R2組成電橋，當無光照時，調整 Rw使電橋平衡，當信號光照射光敏電阻時，其阻值 RG下降為 R’G，使電橋失去平衡，檢流計 G中有信號輸出。 光電檢測基本方法三、補償法用光或電的方法補償由被測量變化而引起的光通量變化，補償器的可動元件聯(lián)接讀數(shù)裝置指示出補償量值，補償值的大小反映了被測量變化的大小。如圖 所示。 光電檢測基本方法4．相敏檢波器 (PSD)理論實用中，用變壓器線圈比較麻煩，可改用另一種 PSD，如圖 所示。當 uR為負半周，二極管不導通， uo＝ 0這樣，只要判斷 uo的正負，就可知道被測工件的正負偏差，只要測出 uo的大小，就可知道工件的偏差值。－ uR39。＋ uR 39。＝ uR2 uo＝ uR1＋ uR2＝ 2uS180。＝ uR1,， uS39。同相：當 u R為正半周時， uS39。是信號線圈對 uS的感應電壓， uR39。EiERcosΔθ 6上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。EiERcos[2π(f1f2)t+θ1θ2] 如 f1＝ f2 ，則 uo＝ 1/2EiERcos[2π(f1f2)t+θ1θ2] 1/2 光電檢測基本方法4．相敏檢波器 (PSD)理論相敏檢波器（ PhaseSensitiveDetector）的核心是一個乘法器和一個濾波器，如圖 所示，一路為有用信號 uS，另一路為參考信號 uR ，現(xiàn)設 ui=uS=Ei sin (ω1t+θ1) ， uR=ERsin (ω2t+θ2) 則 uo=u i2．測量：3．結論 ： 1〕測量值的大小決定于 u的幅值，測量值的正負決定于u的相位 2〕測量精度和靈敏度大大提高。Δφ(φ1φ2)R。R=S ②當工件尺寸變小時， φ1φ2， U＝ S1．調整：放入標準工件的尺寸，調整光楔，使 φ1＝ φ2，使 μA表讀數(shù)為 “0”。 4上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。 光電檢測基本方法 二． 差動法利用被測量與某一標準量相比較，所得差或比反映了被測量的大小。167。適合于測量精度要求不高的場合。直接測量法的最大優(yōu)點是簡單方便，儀器設備造價低廉。 溫度檢測167。 幾何量檢測167。 光電檢測 167。 光纖傳感器 167。. 光電控制 167。上一張章首 下一張 結束節(jié)首 第四章 光電信息技術應用 167。 光電檢測 167。 167。 光電信息技術其它應用1上一張章首 下一張 結束節(jié)首 167。 光電檢測基本方法167。 機械量檢測167。 機器人視覺系統(tǒng)2上一張章首 下一張 結束節(jié)首 一． 直接作用法受被測物理量控制的光通量，經光電接收器轉換成電量后由檢測機構直接得到欲測的物理量，測量框圖如圖所示。這種方法的缺點是檢測結果受參數(shù)、環(huán)境、電壓波動等影響較大，精度及穩(wěn)定性較差。 根據(jù)檢測原理光電檢測的基本方法有 直接作用法、差動法、補償法和脈沖法 等。 光電檢測基本方法3上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。例如，用雙光路差動法測量物體的長度，如 圖 所示。 光電檢測基本方法① 當工件尺寸無誤差時，使 φ1＝ φ2，光電傳感器輸出 U無交變分量，見圖。(φ1φ2)Δφ ③ 當工件尺寸變大時， φ1φ2， U＝ SR=－ SR。5上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。u R=1/2EiERcos[2π(f1+f2)t+θ1+θ2] 在高頻信號被濾波器濾去后，就有 uo＝ 1/2EiERcos(θ1θ2)= 1/2 光電檢測基本方法4．相敏檢波器 (PSD)理論相敏檢波器的一種電路如圖 所示，圖中， uS39。是參考線圈對 uR的感應電壓， uR和 uS需滿足以下三個條件： f1＝ f2 ， uR uS ， uR 和uS 同相或反相。＋ uR39。－ uR39。當 uR為負半周，二極管不導通， uo＝ 0反相：當 uR為正半周，－ uS39。 ＝ uR1， － uS39。＝ uR2 uo＝ uR1 ＋ uR2＝－ 2uS180。 7上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。 在相敏檢波器中，參考信號要求同測量信號同頻，可通過在調制盤上另裝一套光電接收器而獲得。8上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。1. 單通道光電補償式測量該檢測方法又稱補償直讀法，測量原理如圖所示。調整 RW使電橋恢復平衡，調整 RW時標尺指示器 A隨之移動，電橋平衡時， A指示的數(shù)值就是待測量值的大小。9上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。 10上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。脈寬法測長四、脈沖測量法受被測量控制的光通量轉換成電脈沖，其參數(shù)（脈寬、相位、頻率、脈沖數(shù)量等）反映了被測量的大小。L＝ vt＝ vkN＝ KN以上對零件尺寸的測量都要求勻速直線運動，實現(xiàn)起來較為困難，因此常用于精度要求不高的場合。11上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。為了消除這些誤差，高頻脈沖可取之本系統(tǒng)的馬達或傳送帶的轉動輪上， 圖所示是利用全脈沖法檢測零件尺寸的例子該方法的測量結果和精度與傳送帶運動的快、慢或短暫的停止都沒有關系。此外，如因磨損等造成 D D2和 D3的變化，也會影響檢測精度。 光電檢測基本方法2． 發(fā)射信號和接收信號的相位差反映了被測物的距離。V02 Vi2 VQn VQ n+1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 13上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。3． 在轉動輪上均勻貼有反射片，光電傳感器可接收到與轉速相對應的光脈沖。 f=nm/60=N/t， n=60N/(mt)14上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。幾何量檢測一．光電測距1．脈沖激光測距脈沖激光測距利用了激光的發(fā)散角小，能量空間相對集中的優(yōu)點。因此瞬時功率很大，一般可達兆瓦級。在 1處產生的激光，經過待測的路程射向 2處。如果在 1處有一種裝置，它能夠測出脈沖激光從 1處到達 2處再返回 1處所需要的時間 t，則 D=ct/2， 式中 c 為光的傳播速度。 幾何量檢測脈沖激光測距儀的原理和結構較簡單，測程遠．主要缺點是絕對測距精度較低。脈沖激光測距的方框圖見圖。a)工作過程16上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。 D＝ NLs+ΔL相位式測距儀采用了與上述相似的方法來測量距離，不過它所采用的測尺不是卷尺，而是 “光尺 ”，這把 “光尺 ”是通過對光的強度進行調制實現(xiàn)的。 幾何量檢測測距用的調制光波形如圖所示，若其調制頻率為 f，光速為 c，則波長 λ可由下式求出 λ=c/f2．相位測距法由于調制光波在傳播過程中其相位是不斷變化的。2π+Δφ=(M+Δm)2π 從圖 —5可看出，光波每前進一個波長 λ，相當于相位變化了 2π，因此距離 D可表示如下： D＝ λ(M+Δm) 18上一張章首 下一張 結束節(jié)首167。則 2D=λ(N+Δn)或 D=λ(N+Δn)/2=Ls(N+Δn)式中 N—零或正整數(shù)，為波長 λ或相位 2π的倍數(shù)；Δn＝ Δλ/λ＝ Δφ/2π； Ls—稱它為測尺長度， Ls但當距離 D小于測尺長度 Ls，即 N等于零時，式上變?yōu)? D＝ LsΔn此時 Δφ不會超過 2π，測相系統(tǒng)能給出相位移的確定值，距離 D也不存在多值解的問題。 幾何量檢測如果被測距離較長，則可以選用一個較低的測尺頻率即測尺長度較長（大于待測距離）。例如儀器的測相誤差為 ％，當測尺長度 Ls＝ 10m時，會引起 1cm的距離誤差；而當