光电开关电路制造技术

一种光电开关电路，包括发射源电路、光电转换电路和电平转换电路。发射源电路包括发光二极管和第一限流电阻，发光二极管的阳极与第一电源的正端连接，阴极与第一限流电阻的一端连接，第一限流电阻的另一端与第一电源的地端连接。光电转换电路包括PIN光电二极管和精密电阻，PIN光电二极管的阴极与第二电源的正端连接，PIN光电二极管的阳极与精密电阻的一端连接，精密电阻的另一端与第二电源的地端连接。电平转换电路的输入端连接于PIN光电二极管的阳极与精密电阻的一端的共接点，电平转换电路用于将光电转换电路的输出信号的电平转换为与后续处理电路的工作电压相适配的电平。本实用新型专利技术解决了光电转换时的触发点漂移问题。

【技术实现步骤摘要】
光电开关电路
本技术涉及光电开关电路。
技术介绍
在传统的用于测量各种类型机械的转动轴的扭矩和功率的方法中，一大部分是依赖于在转动轴上贴附应变片的方式。而应变片信号的传递方式主要有滑环和遥测的方法等。滑环可以保证在轴转动时，应变片信号不间断的传递到采集电路中。而遥测的方法需要在转轴上安装一种通过转动电池提供电力的发射器，发射器将应变片的电流变化通过无线信号传递到采集电子线路中。在公开号为CN102135460A的中国专利申请中记载了一种光电非接触式转动轴扭矩和功率测量装置，其使用两个光电开关产生脉冲信号，并在软件处理环节利用逻辑算法来消除光电开关触发点漂移所产生的误差，利用两个脉冲的相位差间接地计算扭转角和扭矩。然而，实际的触发点漂移是基于每个具体现场环境的不同而变化的，由于脉冲的动态特性，其缺失一个常态下的触发漂移的参考量，所以最后得出的漂移误差的修正值的准确性是不明朗的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种可用于扭矩监测的光电开关电路，其能解决光电开关在光电转换时的触发点漂移问题。根据本技术实施例的光电开关电路，包括发射源电路、光电转换电路和电平转换电路；发射源电路包括发光二极管和第一限流电阻，发光二极管的阳极与第一电源的正端连接，发光二极管的阴极与第一限流电阻的一端连接，第一限流电阻的另一端与第一电源的地端连接；光电转换电路包括PIN光电二极管和精密电阻，PIN光电二极管的阴极与第二电源的正端连接，PIN光电二极管的阳极与精密电阻的一端连接，精密电阻的另一端与第二电源的地端连接；PIN光电二极管用于响应发光二极管发射的光而产生电信号；电平转换电路的输入端连接于PIN光电二极管的阳极与精密电阻的一端的共接点，电平转换电路用于将光电转换电路的输出信号的电平转换为与后续处理电路的工作电压相适配的电平。本技术至少具有以下优点：1、本实施例的光电开关电路采用了PIN光电二极管，光电触发时间在纳秒级别，从而把光信号转为电脉冲信号所需的时间缩短至对于其所处系统而言可以忽略的程度，进而解决了光电转换时的触发点漂移问题；2、本实施例的光电开关电路采用了精密电阻与PIN光电二极管串联，能够降低温漂，提高检测精度；3、本实施例的光电开关电路结构简单，易于实施。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本技术一实施例的光电开关电路的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。图1示出了根据本技术一实施例的光电开关电路的电路原理图。如图1所示，根据本技术一实施例的光电开关电路，包括发射源电路1、光电转换电路2和电平转换电路3。发射源电路1包括发光二极管D1和第一限流电阻R1，发光二极管D1的阳极与第一电源V1的正端连接，发光二极管D1的阴极与第一限流电阻R1的一端连接，第一限流电阻R1的另一端连接第一电源V1的地端。第一限流电阻R1的阻值匹配第一电源V1的电压和发光二极管D1的工作电流，其可通过欧姆定律计算得出。发光二极管D1发射的光的波长与光电转换电路2所能接收的光的波长相匹配。光电转换电路2包括PIN光电二极管D2和精密电阻R2，PIN光电二极管D2的阴极与第二电源V2的正端连接，PIN光电二极管D2的阳极与精密电阻R2的一端连接，精密电阻R2的另一端与第二电源V2的地端连接。PIN光电二极管D2用于响应发光二极管D1发射的光而产生电信号。PIN光电二极管D2具有纳秒级别导通时间的特性，精密电阻R2与普通电阻相比，温漂更低，能够提高检测的精度。电平转换电路3的输入端连接于PIN光电二极管D2的阳极与精密电阻R2的一端的共接点，电平转换电路3用于将光电转换电路2的输出信号的电平转换为与后续处理电路的工作电压相适配的电平。在本实施例中，后续处理电路为控制器(图中未示出)，该控制器例如可以是单片机。在本实施例中，电平转换电路3包括运放比较器U1和参考电压电路。运放比较器U1的反相端连接于PIN光电二极管的阳极与精密电阻R2的一端的共接点，运放比较器U1的正相端连接于参考电压电路的输出端，运放比较器U1的输出端作为电平转换电路3的输出端，用于连接作为后续处理电路的控制器。参考电压电路包括第三电源V3、第二限流电阻R3、稳压二极管U2和分压电路。第三电源V3的正端与第二限流电阻R3的一端连接，第二限流电阻R3的另一端与稳压二极管U2的阴极连接，稳压二极管U2的阳极与第三电源V3的地端连接。分压电路的输入端连接于第二限流电阻R3的另一端与稳压二极管U2的阴极的共接点，分压电路的输出端连接于运放比较器U1的正相端。分压电路包括第一分压电阻R4和第二分压电阻R5。第一分压电阻R4的一端连接于第二限流电阻R3的另一端与稳压二极管U2的阴极的共接点，第一分压电阻R4的另一端与第二分压电阻R5的一端连接，第二分压电阻R5的另一端与第三电源V3的地端连接。第一分压电阻R4与第二分压电阻R5的共接点连接于运放比较器U1的正相端。进一步地，参考电压电路包括滤波电容C1，滤波电容C1的一端连接于分压电路的输入端、第二限流电阻R3的另一端及稳压二极管U2的阴极的共接点，滤波电容C1的另一端与第三电源V3的地端连接。在本实施例中，第一电源V1、第二电源V2和第三电源V3为同一个电源，该电源为DC-DC隔离电源，DC-DC隔离电源的输出电压为24V。该DC-DC隔离电源为发射源电路1、光电转换电路2和参考电压电路供电，并和控制器的电源共地，避免了外部电源的纹波使得电平转换电路误触发，并使得光电开关电路中的信号形成回路。根据本技术实施例的光电开关电路在应用于光电非接触式转动轴扭矩和功率测量装置时，PIN光电二极管D2在暗光（即没有接收到特定波长的光）时阻断，光电转换电路2向电平转换电路3输出一个相对低的电位，在亮光（即接收到了特定波长的光）时，PIN光电二极管D2导通，光电转换电路2向电平转换电路3输出一个相对高的电位。精密电阻R2的阻值越小，PIN光电二极管D2的导通时间越短，为达到纳秒的导通时间特性，光电转换电路2向电平转换电路3输出的高电位为毫伏级。在暗光时，运放比较器U1输出高电平。在亮光时，运放比较器U1的输出由高电平变为低电平。运放比较器U1由控制器的电源供电，其输出的高电平为控制器所识别的高电平。根据本技术实施例的光电开关电路提升了脉冲转换速度，从而把光信号转为电脉冲信号所需的时间缩短至对于其所处系统中的后续处理所造成的误差可以忽略不计的程度，进而解决了光电转换时的触发点漂移问题。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电开关电路，其特征在于，包括发射源电路、光电转换电路和电平转换电路；/n所述发射源电路包括发光二极管和第一限流电阻，所述发光二极管的阳极与第一电源的正端连接，所述发光二极管的阴极与所述第一限流电阻的一端连接，所述第一限流电阻的另一端与所述第一电源的地端连接；/n所述光电转换电路包括PIN光电二极管和精密电阻，所述PIN光电二极管的阴极与第二电源的正端连接，所述PIN光电二极管的阳极与所述精密电阻的一端连接，所述精密电阻的另一端与所述第二电源的地端连接；PIN光电二极管用于响应所述发光二极管发射的光而产生电信号；/n所述电平转换电路的输入端连接于所述PIN光电二极管的阳极与所述精密电阻的一端的共接点，所述电平转换电路用于将所述光电转换电路的输出信号的电平转换为与后续处理电路的工作电压相适配的电平。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电开关电路，其特征在于，包括发射源电路、光电转换电路和电平转换电路；
所述发射源电路包括发光二极管和第一限流电阻，所述发光二极管的阳极与第一电源的正端连接，所述发光二极管的阴极与所述第一限流电阻的一端连接，所述第一限流电阻的另一端与所述第一电源的地端连接；
所述光电转换电路包括PIN光电二极管和精密电阻，所述PIN光电二极管的阴极与第二电源的正端连接，所述PIN光电二极管的阳极与所述精密电阻的一端连接，所述精密电阻的另一端与所述第二电源的地端连接；PIN光电二极管用于响应所述发光二极管发射的光而产生电信号；
所述电平转换电路的输入端连接于所述PIN光电二极管的阳极与所述精密电阻的一端的共接点，所述电平转换电路用于将所述光电转换电路的输出信号的电平转换为与后续处理电路的工作电压相适配的电平。


2.根据权利要求1所述的光电开关电路，其特征在于，所述电平转换电路包括运放比较器和参考电压电路，所述运放比较器的反相端连接于所述PIN光电二极管的正极与所述精密电阻的一端的共接点，所述运放比较器的正相端连接于所述参考电压电路的输出端，所述运放比较器的输出端用于连接所述后续处理电路。


3.根据权利要求2所述的光电开关电路，其特征在于，所述参考电压电路包括第三电源、第二限流电阻、稳压二极管和分压电路；
所述第三电源的正端与所述第二限流电阻的一端连接，所述第二限流...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐堂，李晶，史斌杰，黄伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31