5. Оптические датчики

Все оптические датчики представляют излучатель светового потока и приемник. Изменение состояния датчика, т.е. формирование выходного сигнала, происходит при прерывании светового потока объектом (такие датчики называются световыми барьерами) или при отражении от него (датчики носят название световые тестеры). Выходной сигнал оптических датчиков – дискретный транзисторный. Одной из характеристик датчика является величина рабочей зоны, т.е. расстояние от источника до приемника (в случае светового барьера) или до объекта (в случае светового тестера). Существует несколько типов оптических датчиков – бесконтактных выключателей.

1. Однолучевой световой барьер – контролируемый объект входит в рабочую зону между излучателем и приемником прерывает световой поток. Размеры рабочей зоны могут быть от 20см до 200м. Применяется при счете изделий на конвейере, управлении процессом упаковки и транспортировки, при контроле уровня заполнения бутылок, при контроле положения инструмента, при управлении автоматической мойкой.

2. Отражательный световой барьер – излучатель и приемник размещены в одном корпусе. Исходящие лучи после отражения в рефлекторе, установленном на противоположном конце рабочей зоны, попадают в приемник. Контролируемы объект входит в рабочую зону между датчиком и рефлектором и прерывает (или ослабляет) световой поток. Максимальный размер рабочей зоны составляет 9м. Применяется при счете изделий на конвейере, при контроле предельного диаметра рулона при его намотке.

3. Отражательный световой тестер – излучатель и приемник размещены в одном корпусе. Когда контролируемый объект входит в зону чувствительности датчика, часть отраженных от объекта лучей попадают в приемник. Расстояние срабатывания зависит от отражательных свойств объекта и варьируется от 1см до 6м. Применяется при счете изделий на конвейере, при контроле прихода печатной платы на позицию, при контроле обрыва ленты (транспортер).

5. Ультразвуковые датчики

Ультразвуковой датчик излучает короткие ультразвуковые импульсы и воспринимает отраженные от объекта импульсы. Время прохождения звукового сигнала соответствует расстоянию до объекта. В качестве объектов могут быть твердые, жидкие и порошкообразные среды. На время прохождения звуковой волны оказывают влияние температура, влажность, давление, а также воздушные потоки. Ультразвуковые датчики настроены для работы в воздушной среде, но могут работать в других газообразных средах с учетом изменения чувствительности. Выходной сигнал может быть как дискретный при достижении определенного расстояния до объекта и унифицированный аналоговый. Применяется при управлении воротами и дверьми, при контроле разрыва прозрачной пленки, при контроле расстояния между транспортными каретками, для измерения уровня в резервуаре.

7. Порядок выполнения работы

1. Экспериментально определить расстояние срабатывания индуктивного емкостного датчиков и отражательного светового тестера для различных материалов. Результаты занести в табл. 1.1.

2. Определить и построить в виде графика градуировочную характеристику индуктивного и ультразвукового датчиков с аналоговым сигналом. Результаты занести в таблицу. 1.2. Характеристики аппроксимировать линейной зависимостью с зоной нечувствительности.

Таблица 1.1- Расстояние срабатывания

Наименование датчика	Материал объекта	Расстояние срабаты- вания,мм
Индуктивный датчик Емкостной датчик Отражательный световой тестер	1. Диэлектрик (дерево) 2 Сталь 3. Медь 4. Алюминий 1. Бумага ε =2,3 2. Стекло ε =5,0 3.Мрамор ε =8,0 4. Металл Зеркало Металл Темный фон Светлый фон

Таблица 1.2 - Градуировочные характеристики

Индуктивный датчик		Ультразвуковой датчик
Значение выходного сигнала напряжения, U В	Расстояние срабатывания, L мм	Значение выходного сигнала напряжения, U В	Расстояние срабатывания, L мм