多通道可编程探测传感器制造技术

公开了一种单板多通道可编程检测传感器。该传感器具有一可操作地连接到发射器驱动器的处理器和用于响应一程序控制传感器的一个或多个操作参数的光电检测器。当衰减或通过光纤传感器系统传输达到所需的光水平时，传感器输出TTL(晶体管

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多通道可编程探测传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请请求申请号为62/978,527、申请日为2020年2月19日的美国临时专利申请的优先权，其内容在此引作参考。


[0003]以下内容整体上涉及检测传感器，更具体地涉及可在单个板上实现、提供快速响应时间并与对射和反射光纤传感器兼容的多通道可编程检测传感器，例如在对比应用中。

技术介绍

[0004]物体检测传感器，尤其是那些基于光电原理的传感器，是众所周知的，有多种选择。这种传感器在工业中广泛用于各种测量和控制功能。这种用途的一个例子是检测传送带上的物体。光电传感器产生被待检测物体周期性中断的调制光束。传感器有一个光接收装置，它接收返回到传感器的光。返回到传感器的光是目标物体是否存在的量度。该传感器还包括提供表示返回到光电传感器的光的电子信号的电路。
[0005]在典型应用中，当物体中断光束时，这可以称为光传感器的“目标”状态。当光束不间断时，光电传感器可以称为处于“背景”状态。在其他应用中，这两种状态可以对应于各自具有不同反射率的两个目标。与背景状态相比，目标状态下的光电传感器产生的电信号的电平或幅度存在差异。这种差异可以称为“对比度”。光电传感器还包括用于产生可用作控制信号的输出信号的电子电路。例如，光电传感器可用于在晶片处理周期期间检测晶片，光电传感器的输出信号用于检测晶片何时通过。
[0006]当检测到的光从目标状态变为背景状态时，光电传感器的输出会发生变化，反之亦然。输出变化的信号电平称为信号阈值。通常，此阈值信号电平由光电传感器制造商预设。
[0007]现有技术的检测传感器已经配备有用于调整传感器的操作模式的机构或装置以及用于调整传感器的某些操作参数的机构。在现有技术的光电传感器中可调节的特性之一是放大器的增益，该放大器放大或增强由返回到传感器并由传感器接收的光而产生的电子信号。
[0008]此外，可以调整光源驱动电流以获得最佳探测条件，增加传感器动态范围，提高信噪比。需要调整传感器操作模式和操作特性，以便用户可以建立适当的信号放大和输出操作。通常，在现有技术的方案中，传感器设置有多个开关，这些开关可手动操作以设置传感器的各种操作模式和特性。
[0009]最近，已经出现了具有微控制器的检测传感器，这些微控制器能够自动改变放大器增益、测量每个增益水平下目标和背景状态下的电信号值、比较每个增益水平下的信号差异、并为特定应用设置放大器增益。一种这样的传感器的一个例子在第5,281,810号美国专利中公开。当目标和背景条件之间的信号差异相对较小时，这种类型的传感器特别有用。这些类型的应用称为低对比度应用，其需要仔细调整放大器增益以使放大器不会饱和。这
也使得两个条件之间的对比或差异最大化。在这种新一代传感器中，通常有一个手动超控，使得在用户确定条件需要或允许最大增益设置时，操作员可以将增益调整到一最大化传感器的超额增益性能的设置。这种新一代传感器通常还具有多个开关装置来设置传感器的各种操作参数和操作模式。
[0010]一直在努力减小检测传感器的尺寸，以尽量减少安装它们所需的空间。随着传感器变得更小，可用于开关和调节机构的空间也减少了。因此，能够以最少的开关装置对传感器进行多功能编程的系统将是有利的。
[0011]以下的一个目的是解决上述问题或缺点中的至少一个。

技术实现思路

[0012]以下涉及物体检测传感器。这种传感器通常用于工业和商业应用中以检测物体的存在、不存在或状况。具体而言，以下内容涉及在光电原理下操作的一检测传感器，尽管其他类型的传感器，例如超声波传感器，也在其范围内。更具体地，以下涉及一种物体检测传感器，该传感器可以由用户容易且快速地编程以建立传感器的期望和最佳操作模式和参数。
[0013]在一个方面，提供了一种检测传感器，包括一电子板，该电子板包括多个独立通道，每个通道包括一发射器一检测器，其中每个通道可由一处理器编程。
附图说明
[0014]现在参考附图描述本专利技术的实施例，其中：
[0015]图1是一光学感应应用的示意图。
[0016]图2是一多通道感应板的示意图。
[0017]图3是用于多通道感测板的一微控制器的一示例的示意图。
[0018]图4是用于多通道感测板的一DAC的一示例的电路示意图。
[0019]图5是用于多通道感测板的一控制电路的一示例(例如一发光二极管LED驱动电路)的电路示意图。
[0020]图6是用于多通道感测板的光探测的一示例的电路示意图。
[0021]图7是用于多通道感测板的一信号放大电路的一示例的电路示意图。
具体实施例
[0022]下面提供一种带有一发射器和一探测器的检测传感器，该发射器用于产生旨在被物体阻挡或从物体反射的光信号；该检测器用于基于返回到传感器的信号(例如，反射/透过光)产生表示物体存在、不存在或状况的电子信号。具有多个独立通道(每个都带有一发射器和一检测器)的单板提供传感器通道的多功能编程并生成输入到一处理器的编程信号。所述处理器可操作地连接到所述发射器、检测器和一开关装置，用于响应所述编程信号来控制所述传感器的一个或多个操作特性。
[0023]所述开关装置可以包括一单个开关，例如单个手动可操作按钮或通过从诸如一计算机或一微控制器等外部装置发送的一系列命令控制的软件。产生电子信号的检测器还具有可变增益放大器，所述电子信号具有表示传感器的第一状态的第一电平和表示传感器的
第二状态的第二电平。这两种状态分别对应于可以称为目标状态和背景状态的状态。所述处理器比较两种状态下的电子信号的电平，并提供一信号以将所述可变增益放大器的增益调整到一最佳增益设置。所述处理器选择所述增益设置以最大化传感器的低对比度增益或最大化传感器的高额外增益性能。所述处理器还根据两种状态下的电子信号的比较确定所述传感器的信号阈值和滞后值。
[0024]在一实施例中，可以提供具有一光发射器的一光电探测传感器，以提供旨在从目标物体反射或被目标物体阻挡的恒定光信号。该传感器包括接收返回光的一光电探测器和产生表示返回光的信号的一电子电路。该电子电路具有至少两个具有不同放大增益的放大级。一微控制器可用作处理器，带有数模转换器(DAC)以设置LED(发光二极管)驱动电流，从而实现令人满意的光照条件。所述传感器可以为每个独立通道配备一个LED，以及两个(或更多)指示系统状态的LED。
[0025]因此，以下系统通过将电信号发送到一板载处理器(例如微控制器)或直接发送到光源控制电路、到多个光电检测器信号放大级和到一检测器电路(例如，一模拟比较器电路)。
[0026]现在参考附图，图1A图示了光学传感应用10的示例。该示例中的应用10使用一多通道可编程检测传感器12(或简称“多通道传感器”12)来检测物体的存在或不存在、以检测表面反射或表面对比度的差异或任何其他合适的光学传感应用。所述多通道传感器12包括一外壳14，所述外壳14包含一电子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种探测传感器，其包括：一电子板，该电子板包括一处理器、一由该处理器提供或单独提供的开关装置，以及可操作地连接到所述处理器和/或所述开关装置的多个独立通道，每个独立通道包括一发射器和一检测器，所述发射器提供一光源，所述检测器用于处理接收到的光，该光被与所述光源相互作用的物体中断或反射，其中，每个通道可由所述处理器单独编程，并且其中，所述开关装置配置为响应于输入到所述探测传感器的一编程信号来控制所述探测传感器的一个或多个操作特性。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述电子板还包括一比较器，用于将接收到的光与一个或多个传感器信号阈值进行比较。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述比较器使用多个不同的可调信号阈值。4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，包括一上升阈值和一下降阈值。5.根据权利要求1
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4之一所述的传感器，其特征在于，所述发射器包括一个发光二极管LED。6.根据权利要求1
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5之一所述的传感器，其特征在于，所述检测器包括一个光电检测器。7.根据权利要求1
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6之一所述的传感器，其特征在于，所述独立通道利用未调制的光。8.根据权利要求1
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7之一所述的传感器，其特征在于，所述电子板还包括一数模转换器DAC，其可操作地耦合到所述独立通道以调节发射光的强度。9.在权利要求8引用权利要求5时根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，所述DAC可操作地耦合到一LED驱动电路以控制发射光的强度。10.根据权利要求1
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9之一所述的传感器，其特征在于，所述电子板还包括至少一放大器，用于放大从接收到的光产生的接收信号。11.根据权利要求10所述的传感器，其特征在于，所述至少一放大器向所述处理器提供一反馈信号。12.根据权利要求10或11所述的传感器，其特征在于，所述接收到的信号被一对放大器分割和处理。13.根据权利要求12所述的传感器，其特征在于，包括用于增益调节的一跨阻放大器和一电压放大器。14.根据权利要求1
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13之一所述的传感器，其特征在于，所述电子板包括用于多个独立通道中的每一个的单独的调节和检测电路。15.根据权利要求10
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14之一所述的传感器，其特征在于，所述处理器配置为监测所述至少一放大器的输出电压以调整通过所述发射器发送的电流以补偿环境温度变化的影响。16.一种信号探测的方法，其包括：选择一检测传感器的多个独立通道中的一个独立通道，所述检测传感器包括一电子板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里，
申请(专利权)人：光子控制器有限公司，
类型：发明
国别省市：