反射光学传感器

1、广东第二师范学院学生实验报告院系名称物理与信息工程系班级专业名称电子信息工程实验课程名称传同e器技术与应用实验项目名称反射光学传感器实验时间2019年5月16日实验地点物理楼3楼微机实验室实验成绩指导教师签名_1实验报告内容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验内容、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果分析、实验思考题、实验心得。【实验目的】光学传感器将光转换成可测量的电信号。它们通常由半导体材料制成，并被广泛应用于诸如智能电话、装配线、机器自动化、光开关交换，甚至在机器人中的边缘检测。在电子设备和电力传输线路中，光学传感器的重要用途是建立产生电气隔离，以避免通常由开

2、关脉冲和静电放电引起地浪涌电压。使用这种传感器可防止浪涌电压影响系统接收信号。【实验仪器】1. NIELVISII2. LabVIEWft件3. 反射光学传感器【实验原理】1.反射光学传感器典型的反射光学传感器如图1所示。它由光电晶体管和红外发射二极管（IRED组成。发光二极管和检测器并排安装在平行的轴上。图1:TTElectronicsOPB710反射光学传感器传感器工作时，带有回射面的反光表面被放置在传感器的对面。该表面将由IRED发射的红外光反射到光电晶体管上。反光表面距离传感器越远，反射到光电晶体管的光越少上。传感器输出电压与反射光量成比例。VO-CC1-IW图2:反射式光学传感器示意

3、图图2为传感器的操作示意图。当电源供电时，IRED发出红外光，其中一部分被反射表面反射到光电晶体管上。光电晶体管是光敏晶体管。它与传统晶体管的不同之处在于，其基座具有透明的外壳，允许光线照射其上。基极上反射光的强度控制从集电极（C）流向发射极（E）的电流量（Icc）。较高强度的光产生更高的电流流动，从而产生更大的输出电压（Vo）。可以选择负载电阻（Q）,使得光电晶体管工作在“有功模式”，这意味着输出电压与接收光量成正比，但是最高不超过公共集电极电压（Vcc）。当光量超过该水平时，输出电压不会进一步增加，这种情况称为光电晶体管饱和。要在“有功模式”下工作，必须选择负载电阻，使Vcc>Rlx

4、Icc。当以“主动模式”运行时，反射式光学传感器可用作短距离传感器。光电晶体管也可以在“开关模式”下工作。也就是说，当选择负载电阻使得Vcc<RLxIcg时，光电晶体管将用作开/关开关。在“开关模式”中，传感器通常输出小于0.8V的值，表示“关”状态，或者等于指示“接通”状态的Vcc的值。IRED封装的反射光学传感器常见问题是环境光线会影响其输出。为了尽量降低这种影响，可以将过滤材料添加到传感器的透明外壳中以过滤掉可见光。【实验步骤】1 .数据采集1 .打开QNETMechatronicSensors.lvproj.2 .在项目资源管理器ProjectExplorer窗口，打开QNETS

5、ensorsReflectiveOptical.vi3 .点击数据采集CollectData.4 .在仪器Device下拉菜单中选择仪器名称。5 .运行VI.6 .顺时针旋转反光光学传感器旋钮，直到达到其下限。注意：在该位置，安装在旋钮/螺丝组件底部的反射目标距离反射式光学传感器距离5mm。这将是您的参考位置。7 .在目标距离TargetDistance(mm)列中输入5。8 .使用未校准输出UncalibratedOutput波形图表，读取相应的传感器输出并在传感器输出SensorOutput(V)列中输入相关数值。9 .每次逆时针旋转旋钮一周，继续进行测量。分别在目标距离TargetDis

6、tance(mm)和传感器输出SensorOutput(V)列中输入目标距离和测量的传感器输出。注意：旋钮每次完整旋转一圈，反射目标线性移动距离为大约1.25mm。10 .输入测量的读数后，会自动生成与数据匹配的一次哥级数。传感器读数SensorReadings波形图中显示了曲线。该曲线为传感器的校准曲线。11 .校准曲线的系数由VI自动计算并显示在A和B指标中。记下这些值。12 .曲线与您的数据匹配如何？13 .在表1中记录采集到的数据14 .继续下一步TargetDistance(mm)SensorOutput(V)5.006.257.508.7510.0011.2512.50表1:记录传

7、感器输出2 .反射光学传感器校准1 .点击校准传感器CalibrateSensor,根据反射目标的线性位移来校准反射光学传感器的输出(mm).2 .使用A和B数字控制输入在数据采集步骤中得到的哥级数值。3 .将目标移动到校准范围内的不同已知位置，并验证校准输出CalibratedOutput波形图以及距离Distance(mm(mm)滑块指示器中是否显示正确的距离来验证校准结果的准确度。在表2中记录实际和测量距离。ActualTargetDistance(mm)MeasuredTargetDistance(mm)5.006.257.508.7510.0011.2512.50表2:实际及测量的目

8、标距离4 .IRED封装反射光学传感器的常见问题是环境光线会影响其输出。要观察此现象，逆时针方向旋转传感器的旋钮，直至达到最高位置。注意传感器读数值。然后通过将笔记本或手放在传感器组件上来部分阻挡环境光线。遮挡环境光线会如何影响传感器的输出？5 .如果没有进一步实验，点击停止Stop按钮关闭实验。QUANSERINNQVAlE£DUC*1£QXET1echatronicSensorsReflect1veOpt加7久眄聘jsiJwwPJ|VT*1hdiMmmii-«ndX*h*T*>ip4Oivtanc#lirwr*.司EnfifmwbKuradunsanhiacin,SancQ/Ouiiu"V'hr,.UklibritvciO*iwi&43|加n丽.缶中Dtvktr-HMea&ufvd/"