光电计数器的设计与制作
红外线光电计数器的设计及制作研究
7电力技术Electric power technology■ 房驰 单文增红外线光电计数器的设计及制作研究摘要：当前阶段广电计数器具有非常广泛的运用，在本文当中笔者探讨了一种利用单片机与光电传感器而制作的红外线光电计数器，这种计数器可以将光电信号转变为电信号，从而实现计数，这种红外线光电计数器可以实现非接触式计数，同时这种计数器的结构并不复杂，价格低廉、具有较高的实用性，因此，具有一定的应用前景。
关键词：红外线；光电计数器；设计；制作1引言当前阶段我国的经济持续高速发展，各种企业如雨后春笋般的出现，在这样的背景之下，在各种企业当中各种电子计数装置都具有较大的需求量，同时在部分公共场所也需要进行计数，但是现阶段我国常用的电子计数器往往结构较为复杂，整个电路当中的电子计数器数量明显较多，因此在使用的过程当中经常泳衣发生各种故障，而维修也较为困难。
另一方面，大部分的电 子计数器预定数值的设置往往较为复杂，同时其功能也过于简单且不易更改，并不能在多种情况下广泛运用。
而利用单片机与红外线制作的光电计数器可以实现精确的计数，在各个行业当中已经广泛的使用。
从现阶段计数器的使用状况来看，现阶段的计数器都被分为接触式计数器与非接触式计数器两种，非接触式计数器的应用较为广泛，而本文当中所提到的红外光电计数器就是一种非接触式计数器。
2系统整体设计在本文当中的红外线光电计数器是以光电式计数器以及单片机AT89C51为核心，当物体通过时，就对对红外线进行一次反射，反射的红外线则会被光电接收管所接受，从而使得其电压产生变化，而这种变化在被放大与处理之后则会形成计数脉冲，通过光电隔离藕合并行输人至AT89C51单片机的P2接口,通过软件控制和键盘设定计数值并用LCD1602显示屏加以显示,便可实现对物体的计数统计,这样就得到要统计的人或物的数量。
利用AT89C51单片机来制作一个光电计数器,在AT89C51单片机的P2.1、P2.2和P2.3管脚分别接一个轻触开关（按键),作为计数器数字位数的增加、减少和设置;在AT895C1单片机的P2.0管脚接一个光电式传感器,作为光电计数器的接受和发送部分;用单片机的P3.0一P1.7和P1.5一P1.7接LCD1602显示屏,作为0000一9999计数显示。
数电课题设计：光电计数器
思路即出路。当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。
双极型定时器CB555是由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管TD三部分组成。
图3-1 555定时器引脚图
移位寄存器74LS194由4个触发器和它们的输入控制电路组成。SR为数据右移串行输入端，SL为数据左移串行输入端，A到D为数据并行输入端，QA到QD为数据并行输出端，CLR为移步清零输入端，S0﹑S1为工作状态控制端。
ism2001的仿真结果如下图所示：
由于电路比较简单，所以布线不是十分麻烦，但是为了使得布线更为合理，方便检查错误和调试，故本次设计采用PROTEL来完成电路得布线工作。
在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。凡此种种，但凡涉及设计都是一件美好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养。我就是以此心态对待此次《数电》课程设计的，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点：
河北XX大学
课程设计说明书
设计题目光电计数器
专业XXXXXX
数显光电计数器的设计
数显光电计数器的设计摘要：本文介绍了数显光电技术器的设计方案，给出了具体的设计原理图。
通过原理图详细阐述了光电技术器各个小模块电路之间的工作原理。
关键词：光电计数译码数字显示数显式光电计数器主要包括：光电输入电路、脉冲形成电路、计数电路和显示电路。
1 光电输入电路该电路由红外发射管和光电三极管组成。
在该电路中，红外发光管9V直流电源通过R1的限流直接驱动。
光电三极管3DU12将发射管发送来的光信号转化为电信号，并进行一级放大后输出。
当光电三极管受光照射时，集电极输出低电平；光被隔断时，集电极输出高电平。
就是说，当一个物体从光电三极管与红外发光管之间通过时，光电三极管的输出管会输出一个正向的脉冲电压信号，作为信号输入。
2 脉冲形成电路该电路由两级电压比较器，光耦合器以及晶体管开关电路等组成。
电压比较器IC1A,IC1B由四电压比较器(LM339)组成，它的两个同相端作为比较基准端，并且被R3，R4分压后，作为比较器的参考电压为VDD/2，即4.5V。
该电路中，当接收光电管被物体遮挡后，输出高电平，通过两级电压比较器及光耦合器的变换使VT2截止，其输出高电平。
阻挡物通过后，VT2导通，其输出变为低电平。
这样，每当光电三极管被物体阻挡一次，VT2的输出端就会形成一个由低到高，再由高到低的过程。
这时开关管VT2的集电极就会输出一个脉冲电压，这个脉冲的下降沿就可作为计数器的计数脉冲输入计数器的下降沿计数脉冲输入端EN。
当物体从红外发射管与光电三极管之间一个个通过时，就会有一个个计数脉冲输入计数器，于是计数器就将通过的物体统计出来。
3 计数译码器和数码显示器计数器IC3为双BCD同步加计数器(CD4518)，该电路内包含两个结构相同的计数单元。
在该电路中，CD4518中的第一计数器用于个位数计数，当计数脉冲从EN端不断输入时，它的输出端IQ1～IQ4就会依次输出从0000～1001的二进制码。
这个二进制码通过译码器IC5的译码，就会在数码显示器上显示0～9的十个数字。
光电计数器设计报告
前言随着大规模、自动化的生产不断发展,很多企业在生产的过程中,大量使用各种智能化的产品,提高生产管理水平;采用红外线遮光方式的光电计数器,抗干扰性好,可靠性高;可用于测量宾馆、饭店、商场、超市、博物馆、展览馆、车站、码头、银行等场所的人员数量及人员流通数量,同时丝毫不会侵犯到被测人员的个人隐私;该产品应用广泛,也可以测量流水线上的产品的数量,以及可检查产品有无缺损;适用于各种环境对产品的成品或者是半成品进行计数,以满足现代生产的适时管理和需要,实现了智能控制;本人根据了光电计数器的工作原理,再结合了刚学过的模拟电子技术、数字电子技术、光电传感技术等电子类专业知识,制作了一个简易的红外光电计数器,本课题设计是对自己所学知识的一个综合运用和检验;同时也是自己走向社会前对产品的制作工艺以及产品生产流程的了解;该电路的指导思想是利用红外发光管发射红外线,红外接收管接收此红外线,并将其放大、整流转换成高低电平信号,驱动计数器计数,并经译码驱动电路使数码管显示数值;该电路还设计了一个报警电路,当计数器计数到上限时即99时,产生一个进位脉冲来驱动555产生延时信号使蜂鸣器报警;由于本人经验不足,且实验器材精确度不高,故设计还有很多不足和缺陷,需做进一步的改进和完善;第一章设计内容及要求1.设计主要内容该设计以红外发射及接收管为主要元器件产生光电脉冲,该脉冲通过双十进制加法计数器计数,4-8译码器译码,7段数码显示管显示来实现系统0-99光电计数及显示;当计数到99时计数暂停并报警;启动清零开关可重新计数;2.设计要求设计主要包含基本和提高要求两层次基本要求：利用红外发射接收管作为光电计数器的传感器进行计数,用数码管显示计数值,当数码管显示值与设定值相同时报警,此外计数器停止计数,手动清除报警后可重新工作;提高要求：l发光器件和光接收器之间的距离大于lM提示：生于距离较远；需要增大发光二极管的电流,这种情况下只能采用脉冲供电方法,此时有物体和无物体其输出频率会产生变化;2有抗干扰技术,防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100,用灯闪烁2S指示一下;第二章系统设计方案选择方案一图方案一电路原理设计图该电路采用遮光式红外管触发计数器计数,当计数器递增计时到99即定时时间到时,显示器上显示99,同时发出光电报警信号;译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器以及1K电阻排组成;报警电路主要由555定时器脉冲控制;秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不是太高;主要是利用555产生一个延时信号使蜂鸣器扬声报警,此时可按下复位开关是电路重新从00开始计数;方案二图方案二电路原理设计图方案比较1.光电转换部分方案一设计简单,原理清晰,对负载及红外信号的发射强度未予考虑;方案二红外接收管的负载能力得以提高,但实现光电脉冲对电阻及三极管的开关参数有一定的要求,红外接收管还会受到三极管作用下的外围负载影响,不易于实现标准的高低电平转化;2.计数显示部分由于两种方案在计数部分所用的芯片不同,因此在芯片的个数选择和各引角连接方面就存在明显的差异;其一74LS192多了清零端方便清零功能的实现;74LS190就需在置数端实现置数功能基础上做点改进,这里通过一双向开关实现硬件复位;其二是进制设置：74LS192采用的是S9=1001,74LS190采用的是S10=1010;都需要使用与非门实现置数,但是74LS192是同步置数,74LS190是异步置数,74LS192当一有进位信号时就开始置数,而74LS190置数信号有延迟;这是两者最主要的区别,也是方案设计选择前者的主要原因;3.译码部分都采用4输入8输出译码方式,实现功能相同,两者没有明显的优劣差异;4.显示部分都采用共阴极七断数码驱动显示管,此部分没有区别;5.报警设置若实现99报时,方案一设计更简单,直接从CO端引出报警信号,通过555定时器产生一定频率的脉冲驱动报警电路;方案二报警设计具有通用性,能设置0-99范围内任意数值显示时的报警,但设置报警数值时较为不便;考虑实际应用采用方案一;总上所述,方案一更简易、经济,更可行;图系统原理组成框图工作原理该计数器采用了遮光式红外发射与接收管来产生脉冲信号,当没有遮光物时,红外接收管产生低电平信号,再经过三极管信号放大反向后变为高电平信号,最后经过74LS14反向器又变为低电平,同理,当有遮光物挡住对管时,接收管产生高电平信号,在经过放大反向后,作用在74LS192计数器上一个高电平信号,这样就有一个正跳沿脉冲使计数器开始进行加计数,并且通过74LS48译码电路在两个共阴极数码管上显示计数值,计数部分采用了同步时序逻辑电路设计,当计数器递增计数到99即计数最大值时,两计数器开始同步置数,同时高位计数器产生进位脉冲信号驱动报警电路报警,报警电路采用的是NE555构成的多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动蜂鸣器工作;PR未控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;此时可以用复位开关使其清零,当再有脉冲信号时,计数器又开始循环计数;第四章单元电路设计、参数计算、器件选择光电转换模块光电转换的电路见图由于发光二极管的工作电压大约在左右,工作电流大约在4mA到10mA左右,并且电源电压为5V,所以R3=/4mA~10mA=250Ω~625Ω,因此选择470的电阻作为发光管的限流电阻;三极管有放大作用,所以集电极的电流较大,所以要加一个阻值较大的电阻作为限流电阻,因此选择了10KΩ电阻;当接通电源的时候,红外发射管发光,红外接收管反向导通,相当于短路,所以A点的电压为低电平,基极电流降低,发射结的电压降低,所以发射结反向截止,根据三极管基极电压与集电极电压反向的特性,所以集电极电压为高电平,当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时,红外接收管正向截止,即A点电位为高电平,当之超过三极管的导通电压一般为硅管为,锗管为左右时,三极管就会导通,当基极电流继续增加时,三极管会饱和导通,此时三极管相当于工作在开关的闭合状态,发射极相当于直接接地,所以集电极输出为低电平;再经过一个反向器后变为高电平,这样就可以给后面计数器一个上升沿脉冲;使其触发开始工作;图光电转换电路计数显示模块4.2.1 数码管译码：编码的逆过程,即将输入代码“翻译”成特定的输出信号;译码器：实现译码功能的数字电路;七段数字显示器原理按内部连接数字显示器分为共阴极和共阳极两种（a）管脚排列图; b共阴极接线图; c 共阳级接线图图数码管内部电路4.2.2 显示译码器74LS48图 74LS48的管脚排列图和其逻辑符号图4.3 A 0 =0时,/ LT =1时,若七段均完好,显示字形是“8”,该输入端常用于检查74LS48显示器的好坏; 当 A 1=1时,译码器方可进行译码显示; 用来动态灭零,当A 2= 1时, 且A 3 =0, 输入A3A2A1A0=0000时,则/ I BR =0使数字符的各段熄灭； / LT为灭灯输入/灭灯输出,当 V CC =0时不管输入如何, 数码管不显示数字； 为控制低位灭零信号,当A 3=1时, 说明本位处于显示状态;若 A 3 =0, 且低位为零, 则低位零被熄灭;图 译码显示电路 根据设计要求由于数码管是由发光二极管构成的,所以要在译码器与数码管之间加1K 的电阻保护,因为选择的是共阴的数码管,数码管的两个公共端与地端相接;4.2.3 十进制计数器74LS19274LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器; CPU 为加计数时钟输入端,CPD 为减计数时钟输入端;LD 为预置输入控制端,异步预置;CR 为复位输入端,高电平有效,异步清除;CO 为进位输出：1001状态后负脉冲输出, BO 为借位输出：0000状态后负脉冲输出;图 a74ls192引脚图 b74LS192逻辑符号图表 74LS192的真值表工作原理：当LD =1,CR=0时,若时钟脉冲加入到U CP 端,且D CP =1,则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,CO 端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到D CP 端,且U CP =1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,BO 端发出借位下跳变脉冲;由74LS192组成的一百进制递加计数器如下图,其预置数为N=1001 10018421BCD=99;它的计数原理是：只有当低位CO 端发出进位脉冲时,高位计数器才作加计数;当高、低位计数器处于99,且置数端LD =0,计数器完成并行置数,此计数器的置数值为99,当置数到99时可用复位端使其清零,在U CP 端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环加计数;图 计数器计数置位部分声光报警模块由555定时器和三极管构成的报警电路如图所示;其中,555构成多谐振荡器,振荡频率 f0=1/R1+2R2CLn2=R1+2R2C,其输出信号经三极管推动扬声器;PR 未控制信号,当PR 为高电平时,多谐振荡器工作；反之,电路停振;图 报警工作电路555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图所示;它含有两个电压比较器,一个基本RS 触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只 5K Ω的电阻器构成的分压器提供;它们分别使高电平比较器A 1 的同相输入端和低电平比较器A 2的反相输入端的参考电平为CC V 32和CC V 31;A 1与A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态;当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平CC V 32时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于CC V 31时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止;D R 是复位端4脚,当D R ＝0,555输出低电平;平时D R 端开路或接V CC ,V C 是控制电压端5脚,平时输出CC V 32作为比较器A 1 的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个μf 的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定;T 为放电管,当T 导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路;图 555电路的内部电路方框图本电路由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连;电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外加触发信号,利用电源通过R 1、R 2向C 充电,以及C 通过R 2向放电端 C t 放电,使电路产生振荡;电容C 在CC V 31和CC V 32之间充电和放电,其波形如图b 所示;输出信号的时间参数是T ＝t w1＋t w2, t w1＝R 1＋R 2C, t w2＝2C 555电路要求R 1 与R 2 均应大于或等于1K Ω ,但R 1＋R 2应小于或等于Ω;图 多谐振荡器结构及工作电压波形第五章 实验、调试及测试结果与分析·调试电路板焊接好后,先不能急着通电,先要检查硬件线路,其步骤如下：1检查连线是否正确根据电路原理图连线,按一定顺序一一检查安装好线路,这样可以比较容易查出错线或少线;为了防止出错,对于已查过的线路在电路图上做出标记 ;2元器件的安装情况检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良,有无虚焊,假焊情况；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误;这样检查无误后就开始通电,通电后发现十位数码管中e 极二极管不亮,找出其连接译码器的15脚,发现是虚焊了,重新焊了下,通上电数码管正常工作;当我们把遮光物放在对管再抽出的过程中,数码管没变化,还是显示00,通过用数字万用表检测后,发现红外接收管内阻很大,已经烧坏了,可能是在焊接的过程中,温度过高散热不当所致,后又换了个红外接收管;当再次通电后,在用同样的方法发现数码管还是不计数,我们用万用表检查了以下,发现当没有遮住红外管时,红外接收管的电压为本应该在左右,当遮住了红外管后,电压变为,总结下低电平电压过高,不能使反向器反向,也就不能使计数器计数,我们把红外管对折后重新焊接,在通上电,这次把电源电压改小了,改为原来是,结果板子正常工作了,能实现00-99计数了,而且比较稳定;结果与分析通过调试以后,电路板可以按照预定的要求实现功能;刚开始通电,数码管显示00,当有遮光物挡住又拔出时,计数器进行加1,这样能完成00—99计数,通过检测我们发现红外管需要对折焊接后才会更加灵敏,这样才能使脉冲信号更加稳定,计数更准确,还有板子的工作电压要调好,不能过高也不能太低,要让板子能正常工作即可,在焊接时一定注意温度控制好,可以先把一些敏感元件引脚留长些,这样可以方便散热,以免烧坏元件;总结为期一周的电子课题设计终于落下帷幕了,我和我的搭档经过这一周的辛苦努力,终于得到了收获,完成了我们的电子设计---光电计数器;因为以前动手很少,对做电子线路板经验不足,所以刚开始有点不知所措,但我们没有放弃这次难得的动手机会,通过查阅相关资料,把原理图画好,经过仿真确定其可行性,然后就开始焊接电路板,在焊接电路板的过程中,我们从中发现了许多问题,也遇到了不少难题,不过我们没有退却,在指导老师的帮助下,把问题给逐一解决了,而且在动手操作的过程中,也领悟到了许多焊接技巧,方法,增强了实践动手能力,当我和搭档把电路板成功焊接完成后,非常兴奋,很有成就感,更增加了我们以后动手操作的信心,在后期调试过程中,通过数字万用表,示波器等相关测量工具获得了计数器的一些工作参数,在结合实验现象和结果分析,更加懂得了该光电计数器的工作原理;感谢学校给我们提供了这次宝贵的动手实践机会,通过动手操作,我们学到了许多书本上没有的知识,而且更加巩固了所学知识,真正做到了所学即所用;经过这次电子设计,我从中收获了很多,更加懂得了理论联系实际的重要性,让我们对电子设计这门科目有了更深一层次的了解;我相信我能在以后的电子设计中做的更好,会有更多新的发现;参考文献1 梁宗善. 电子技术基础与课程设计.华东理工大学出版社. 1994.2 郁汉琪. 数字电子技术实验及课题设计.高等教育出版社.3 梁廷贵、王裕琛.译码器编码器数据选择器电子开关电源分册.科学技术文献出版社.4 杨志忠、卫桦林. 数字电子技术. 高等教育出版社.5 杜虎林.数字万用表使用测量技法与故障检修.人民邮电出版社.6 吴运昌.模拟集成电路原理与应用.华南理工大学出版社.7 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛技能训练.北京航空航天大学出版社.8 刘守义.数字电子技术基础.清华大学出版社.附录1电路原理总图附录2电路元器清单。
光电计数器的设计..
课程设计说明书课程设计名称：数字电子技术基础课程设计题目：学院名称：专业：班级：学号：姓名：评分：教师：20 年月数字电路课程设计任务书13 － 14 学年第 1学期第 2 周－ 3 周题目光电计数器的设计内容及要求〖基本要求〗利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
〖提高要求〗l)发光器件和光接收器之间的距离大于lM(提示：若距离较远可增大发光二极管的电流，这种情况下只能采用脉冲供电方法，此时有物体和无物体其输出频率会产生变化2)有抗干扰技术，防止背景光和瓶子抖动产生计数误差3每计数100，用灯闪烁2S指示一下进度安排1. 仿真、画PCB线路板图、领元器件：2天2. 制作、焊接：2天3．调试：3天3. 验收：1天4. 提交报告：13-14学年第一学期3～7周学生姓名：指导时间：第2～3周指导地点：任务下达 13年 9 月 7 日任务完成年月日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要光电计数器的设计可对物件计数，计数物件速度可慢、可快，它在生产流水线包装数量控制等领域广泛应用，既节省劳动力又高效地完成任务。
设计采用模数结合电路。
电路主要分为信号采集电路、两位十进制计数电路、数码显示电路、报警电路四个模块，分别实现对通过光电门的物体感应，计数，显示，报警。
当计数达到预设数目后，停止计数并报警，可手动清除报警。
关键词：计数感应报警目录前言 (1)第一章设计要求 (2)1.1 基本要求 (2)1.2 提高要求 (2)第二章系统组成及方案设计 (3)2.1 系统组成 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (4)2.3 方案比较与选择 (4)第三章单元电路的工作原理 (5)3.1 光电转换电路 (5)3.2 计数电路 (5)3.3 报警电路 (7)3.4 电路仿真 (9)第四章组装、调试及测试结果与分析 (10)4.1 焊接是特别要注意的几点： (10)4.2 调试与测试结果 (10)4.2.1 调试的步骤 (10)4.2.2 调试中的问题 (10)4.2.3 结果 (11)第五章总结 (12)参考文献 (13)附录一元件清单 (14)附录二总电路图 (15)附录三方案一原理图 (16)附录三电路仿真图 (17)前言21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。
光电计数器的设计与制作
光电池在人造卫星上的应用
光电式传感器的组成：
常用光源有：
光源、光学元件和光电元件组成光路系统，再经转换电路而构成。
白炽灯、发光二极管等
光电式传感器应用
常用光学元件有：
反射镜、透镜、半透半反镜等
提问：1. 光电效应有哪些？这些光电效应对
应哪些光电元件？
这些光电元件有哪些特点？分别适
红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续） 利用红色激光瞄准被测物（电控柜、天花板内的布线层） 温度 采集系统
2.热释电传感器在人体检测、报警中的应用 热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如防盗门、宾馆大厅自动门、自动灯的控制等。 热释电元件外形
能力目标：能够选用光电传感器来设计 并实现光电自动控制电路 实践任务：1）光电传感器的选型 2）设计光电自动控制功能的电路 3）制作光电自动控制功能的电路
广东机电职业技术学院------传感器及应用
项目七：光电计数器的设计与制作
被测物
光电元件
恒光源
3、恒定光源发出的光通量经过被测物遮挡一部 分后照射到光电元件上。 如：测元件尺寸、运动状态等
被测物
光电元件
恒光源
4、恒定光源发出的光通量经被测物反射后到达 光电元件上。 如：测纸张白度、零件表面粗糙度、光电转速 表等
01
常用的红外发光二极管（如SE303（TLN104白色与PH303（TLP104），其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93μm ）。
02
管压降约1.4V ，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。
光电计数器的设计
光电计数器的设计景德镇陶瓷学院电⼦电路CAD课程设计课题名称光敏计数器所在院系机电学院班级13⾃动化2班学号201310320210姓名董儒诚指导⽼师刘蜀阳时间2015年12⽉30⽇光敏计数器设计⼀种⾃动计数的装置。
在学习了脉冲数字电路的基础上，利⽤光线的通断来统计数⽬的光控计数器。
其主要系统组成为：光电转换模块、整形模块、时序控制模块、计数译码模块和显⽰模块，通过对光电的转换，由时序逻辑电路控制，达到⾃动计数的功能⽬录前⾔ (1)第⼀章设计要求 (2)1.1 基本要求 (2)1.2 提⾼要求 (2)第⼆章系统组成及⽅案设计 (3)2.1 系统组成 (3)2.1 ⽅案⼀ (3)2.2 ⽅案⼆ (5)2.3 ⽅案⽐较与选择 (5)第三章单元电路的⼯作原理 (6)3.1 光电转换电路 (6)3.2 计数电路 (6)3.3 报警电路 (8)3.4 电路仿真 (10)第四章组装及测试结果与分析 (10)4.1 焊接是特别要注意的⼏点： (10)4.2 测试 (10)4.3 结果 (10)第五章总结 (11)附录⼀元件清单 (13)附录⼆总电路图 (14)参考⽂献 (15)前⾔21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运⽤信息的时代。
传感器是获取信息并对信息进⾏必要处理的基础技术，是获取信息和处理加⼯信息的⼿段，⽆法获取信息则⽆法运⽤信息。
基于光电效应的传感器，光电式传感器在受到可见光照射后即产⽣光电效应，将光信号转换成电信号输出。
它除能测量光强之外，还能利⽤光线的透射、遮挡、反射、⼲涉等测量多种物理量，如尺⼨、位移、速度、温度等，因⽽光电式传感器是⼀种应⽤极⼴泛的重要敏感器件。
光电计数器的设计是⼀种⽐较初级的利⽤光电传感器发出信号脉冲进⾏计数的⼀种简单光电系统。
光电计数器可完成⼩型的计数功能，可应⽤于⼩教室和⼩餐厅等⼩容量的场所，进⾏相应的计数功能，具有很⼤的实⽤价值。
⼯业⽣产中常常需要⾃动统计产品的数量，计数器在这⾥有其⽤武之地。
光电计数器设计论文 基于单片机的工业产品自动计数器
光电计数器设计论文基于单片机的工业产品自动计数器系统调试光电计数器设计论文一，设计题目:基于单片机的工业产品自动计数器二，设计要求:1，数码管可以显示产品个数(0-99)，自由设定产品报警个数(比如 8)，当产品数目是8的个数时，发出报警(蜂鸣器响)。
2，独立设计电路，应包括单片机小系统、红外光电开关、数码管显示部分。
三，题目分析:一电路光控电路，放置在流水线旁。
当有产品通本电路的指导思想是设计过光电门时，都会先触发光控电路，根据光控电路产生触发脉冲令计数器进行加计数，要求计数器的最大计数容量是99个，并用数码管显示数字。
并在计数每次达到10时报警。
四，整体构思:系统的组成与结构:图2-1 光电计数器系统结构图整个光电计数器系统是由光电传感电路、AT89S51单片机系统电路、显示计数电路、报警电路五个部分组成的，如图2-1所示。
光电传感电路把被计数的物体的变化转换成电信号，由显示计数电路计数，再由数码显示管显示，当达到设定的报警值时，报警电路发出报警。
五，具体实现:1，光电开关:采用光电传感器采集外部信号。
引起单片机内部中断发生。
2，中断方式计数:由于光电技术电路需要在数码管上显示通过光电门的产品数量，因系统调试此可以在内部存储器空间定义它的显示缓存区，用来暂存数码管显示的当前值。
系统在初始化程序之中，设置外部中断0产生中断标志T0,并初始化值为0。
当有外部中产生时，相应的中断置1。
当外部中断0产生中断时，在主程序中扫描T0是否为1。
当T0为1时，调用光电计数子程序，将显示暂存变量加1，。
每当通过光电门的产品数量达到12时，蜂鸣器响一声，并清零缓存，继续计数。
3，显示部分:该系统要求显示计数功能。
基于上述原因，我们考虑了三种方案: 方案一:完全采用 LCD显示。
完全采用 LCD显示可显示有限的符号和数码字苻，能满足设计的需要。
方案二:完全采用点阵式 LCD显示。
这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作;但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，也可满足设计的需要。
毕业论文光电计数器设计及制作
毕业论文光电计数器设计及制作光电计数器是一种常见的数字传感器，可以通过光电元件对光强度进行测量，并将得到的信号转换成数字信号进行计数。
本文将介绍光电计数器的设计和制作过程。
一、原理介绍光电计数器的基本原理是利用光敏元件（比如光敏二极管）和计数器芯片（比如74LS76）实现对光强的测量和数字计数。
具体流程如下：1. 光敏元件接收光信号，将光信号转化为电信号。
这里我们使用光敏二极管，通过照射它来产生电流（或电压）信号。
2. 信号放大。
由于光敏二极管产生的电流信号非常微弱，需要经过一个放大器进行放大，通过构建像素放大器来对信号进行放大。
3. 信号滤波处理。
由于光信号中包含噪声，在进行信号测量之前需要对信号进行滤波处理，通常可以采用低通滤波器来消除高频噪声。
4. 数字计数。
将上述处理之后的信号输入74LS76芯片进行数字计数，可以实现对光信号的计数。
其中，74LS76是一款可同步74LS系列预置式双稳态计数器，包含两个独立恒压源的JK触发器。
二、设计过程1. 光敏元件的选择。
在本设计中，我们选择了光敏二极管作为光敏元件，其灵敏度较高，响应速度较快，此外成本也相对较低。
需要注意选择合适的工作波长（根据不同应用场景的光源波长进行选择）。
2. 像素放大器的设计。
为了放大光敏二极管产生的微弱信号，我们需要构建一个像素放大器。
放大器的主要部件包括一个放大电路和一个反馈电路。
电路设计采用了双运算放大器，具备高增益、高输入阻抗和低噪声等特点。
反馈电路采用了电压跟随器结构，能够实现电压放大，同时对电压进行平滑处理，起到滤波作用。
3. 滤波器设计。
为了消除光信号中的高频噪声，我们采用了一级低通滤波器。
该低通滤波器采用R-C串联结构，通过改变电容的大小可以调节滤波器的截止频率。
4. 计数器的选择。
在本设计中，我们选择了74LS76芯片作为计数器。
这款芯片具有高速、低功耗、低成本的特点，可以满足光电计数器的计数要求。
三、制作过程1. 光电元件的连接。
光电计数器的设计
课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：光电计数器的设计学院名称：信息工程学院专业：班级：学号：姓名：评分：教师：20 11 年 9 月 5 日数字电路课程设计任务书20 11 －20 12 学年第 1 学期第 1 周－ 2 周题目光电计数器的设计内容及要求1.利用发光二极管和光敏三极管作为光电计数器的传感器进行计数，用数码管显示计数值，当数码管显示值与设定值相同时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。
2.每计数100，用灯闪烁2S指示一下进度安排1.布置任务，查阅资料，选择方案，领实验仪器： 2天2.仿真，画PCB线路板图： 2天3.领元器件，焊接，制作： 3天4.调试： 2天5.验收： 0.5天学生姓名：指导时间：2011年9月1日-2011年9月9日指导地点：任务下达2011 年 9月 1日任务完成2011 年 9 月 9日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
光电计数器的设计可以对某项物件进行计数，计数物件速度可慢，可快，在实际生产生活中具有广泛的应用，对通过的物体进行计数，在生产流水线包装数量控制等领域的应用，既能节省劳动力有能高效地完成任务，其次它也是光电技术的基础。
在光电计数部分我们考虑到脉冲信号的稳定度、方便检测是否能够产生脉冲信号，因此在电压比较器和NE555之间我们选择了NE555，又要利用遮断式红外控制原理对通过的物件计数，为了感应良好，我们使红外发光管与光电接收管相对安放，同时为避免自然光线干扰引起的误计数，同时因实验室条件有限，在光电计数器工作时尽可能的让房间里没有自然光照射进来。
本计数器可实现0～99的计数显示。
每当物件通过一次，红外光被遮挡一次，光电接收管的输出电压发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，去触发一个十进制计数器，便可实现对物件的计数统计。
光电计数器的设计
光电计数器的设计摘要：采用了光源与计数器分离设计的方法，设计了一种光电感应计数器。
光源采用红外点光源，计数器部分由接收电路、电压放大整形电路、光电耦合器、CD4518等组成，经过译码器的译码，最后通过显示器显示计数结果。
其电路简单、可靠，可以实现0—99的计数显示。
关键词：光电；计数器；整形电路光电技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术，已渗透到许多科学领域。
主要研究光与物质中电子相互作用及其能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导化、手段电子化、现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特性，是一门新兴的综合性交叉学科。
光电计数器广泛应用于工业生产、实时监测、自动化控制等领域。
本文设计的光电计数器克服了传统的采用机械式计数或反射式计数带来的不足，不仅适合原来传统计数器所适用的场合，同时对传统的计数器也是一个很好的换代产品，特别是对于那些采用人工式计数的场所，也是一个很好的换代产品。
一般的光电计数器采用红外感应器件，或者光电对射器件，其计数范围发散，不适合体积大的固件计数。
该计数器成本低，价格便宜，性能可靠，稳定性高，抗干扰能力强， 计数方向明确，也可对大体积固件计数，能够满足现代生产和生活的需要。
1光电计数器系统的结构组成系统电路主要由接收电路、信号放大电路、波形整形电路、计数器、译码器、显示器、控制电路等组成。
原理框图如图1所示。
（1）接收电路：由于光电计数器的目的是对光信号进行计数，所以接收电路的主要任务是接收光信号，然后转换成电信号，通过所接负载转换成电压信号输出。
该电路用红外发光二极管和光电三极管组成。
（2）信号放大电路：由于光经过光电三极管产生的电信号很微弱，不能使后面的波形整形电路及计数器正常工作，所以要经过放大电路放大到一定程度才可以使后面的电路正常工作。
（3）波形整形电路：波形整形电路是通过一个电压比较器将正弦波、三角波等转换成高低电平。
基于计数器工作时钟脉冲需要高低相间的电平，然而，经过光电三极管又经放大的电压信号是正弦曲线，所以电压比较器在此的作用非常重要。
光电计数器PPT
题目：光电计数器
电容的选择：
标称容量和允许偏差 额定工作电压
电容器的主要技术参数
绝缘电阻 能量损耗 使用环境温度和温度系 数 工作频率范围
选用时 首先考虑 其次考虑 再考虑其它
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题目：光电计数器
３．器件的选择
二极管的选择： 根据不同的用途选择好二极管的类型，如光敏二 极管、整流二极管、检波二极管、变容二极管、开关 二极管、发光二极管等。此外还要注意不同用途的二 极管对哪些参数要求严格。
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题目：光电计数器
（４）方案一主要参考元器件 红外发送接收器件、555定时电路、7400四2 输入与非门、74160计数器、7447显示译码器、 共阳极七段数码管、三极管、发光二极管、电阻 、电容等。
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题目：光电计数器
5毫米高效率红外发 射LED
1.3 20 V 毫安
六、元器件选择
１． 一般优先选用集成电路。集成电路的品种很多， 选用方法一般是“先粗后细”，即先根据总体方案考虑性 能、价格等因选用某种型号的集成电路。
甚高速 中速 高速
同一种功能的数字电路
TTL产品 CMOS产品
可参照下表1-1
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题目：光电计数器
表1-1
对器件性能的要求 工作频率 其它要求 使用方便、成本低、不易损 坏 推荐器件
2．发挥与扩展部分 （1）发光器件和光接收器件之间的距离大于2m； （2）每计数100，用灯闪烁2s指示一下，同时喇叭发出提 示音； （3）设计一个倒计数器 。
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题目：光电计数器
光电计数器的毕业设计任务书
无锡科技职业学院毕业设计（论文）任务书设 计 题 目工业产品产量计数器的设计与制作 学 生 姓 名 二 级 学 院 专 班 业 级 刘兆华 中德机电学院 机电一体化技术 机电 1002 班 2012.12.3~2013.4.30 赵振荣起 止 日 期 指 导 教 师发任务书日期2012 年 12 月 03 日1.毕业设计(论文)的内容和要求(含技术要求、图表要求等)：本设计使用 AT89S52 单片机来设计完成一个计数 系统。
其中用到 E18-D80NK 漫反射式光电开关及其数码 管。
要求实现对产品的数量进行计数功能。
2.毕业设计(论文)应完成的技术文件： 1．撰写毕业设计开题报告。
2. 完成中期汇报的报告。
3. 完成专业科技文献的翻译。
4．撰写毕业设计论文报告。
3.主要参考文献： 1、康华光.电子技术基础（数字部分）. 高等教育出版社 2、康华光.电子技术基础（模拟部分）. 高等教育出版社 3、倪晓军、章韵.单片机原理与接口技术.清华大学出版社 4、李朝青. 单片机原理及接口技术. 北京航空大学出版社4.毕业设计(论文)进度安排：周次 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 第十三周 第十四周 第十五周 第十六周 教研室审查意见： 工 作 内 容 布置课题，查阅相关资料 查阅相关资料，方案论证，写开题报告 查阅相关资料，方案论证 电路方案总体设计 电路原理图绘制 编写软件 仿真实现 采购元器件 焊接实物 检查所焊接的电路 调试实物 设计说明书编写 论文初审 论文修改 论文定稿 材料送审，评阅毕业设计资格审查 系部审查意见： 备 注室主任 年 月 日 年系主任 月 日毕业设计辅导记录序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 辅导日期 前一周完成主 要工作 存在问题 下一周计划工作。
光电计数器(数电)
（理工科类）Ⅰ、课程设计（报告）题目：对生产线产品计数的光电计数器设计Ⅱ、课程设计（论文）工作内容一、课程设计目的1、通过电子技术基础（模电、数电）课程的学习，使学生在掌握基本理论知识的基础上，学会常见电子集成器件的使用。
2、通过设计一个模数结合的小型电子电路系统，使学生了解电子电路设计的方法、步骤；学会元器件的选用；学会用软件仿真验证设计方案的正确性；培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力。
3、通过搭建调试电路，进一步熟悉相关仪器设备的使用。
4、通过绘制电路图，熟悉Protel的使用，扩充专业知识技能。
5、规范化训练学生撰写技术研究报告，提高书面表达能力。
二、课程设计任务与要求1、基本部分：1）由光耦实现产品监测；2）由计数器对脉冲信号计数，计数结果经LED显示；3）计数范围0~99，电路具备手动清零功能。
4）根据要求设计电路，画出原理图，用EWB仿真，验证设计方案；5）学习使用Protel，画出系统的PCB图。
2、发挥部分：1）计数结果要求实现十位数的动态“零消隐”，即：当计数结果不超过10时，十位数的那个数码管无显示；2）报告第三部分给出其他设计方案，画出仿真实现的电路图，并与参考方案对比分析。
三、课程设计考核平时20%；验收40%；报告40%摘要21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。
传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。
光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。
它的理论基础是光电效应。
这类效应大致可分为三类。
第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。
利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。
第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。
这类器件包括各类半导体光敏电阻。
第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。
光电计数器的原理与制作
制作天地HANDS ON PROJECTS光电计数器的应用非常广泛，例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测等。
它和机械计数器相比具有可靠性高、体积小、计数频率高、能和计算机连接实现自动控制等优点。
本文介绍一种光电计数器的原理与制作方法，供大家参考。
一、电路组成光电计数器电路如图1所示，由T1槽型光耦、IC1单稳态触发器、IC2～IC4计数译码显示电路所组成。
计数范围是0～999。
显示器采用共阴极LED数码管。
该电路具有上电自动清零功能，也可通过“复位”按钮实现手动清零。
二、检测电路槽型光耦ITR9608、R1、R2组成光电检测电路，负责把被检测物的数量转换成电压脉冲信号。
槽型光耦是由红外发光管和光敏三极管构成的，工作时红外发光管发出红外光线透过光耦的槽投射到光敏三极管上，光敏三极管导通，集电极输出低电平；当红外光线被检测物遮断时，光敏三极管截止，集电极输出高电平。
遮挡一次槽型光耦输出一个脉冲，因此脉冲的个数就是被检测物的数量。
槽型光耦中红外发光管的正向电流为50mA，在环境温度为25℃时它的最大耗散功率100mW，正向压降为1.5V。
当环境温度上升时，允许的正向工作电流还要减小。
为了留有一定的裕量，取它的工作电流为20mA。
则R1=5V-1.5V20mA=175Ω取R1=200Ω，其中5V是电源电压，1.5V是红外发光管的正向压降。
根据槽型光耦ITR9608的技术手册可知，使红外发光管的正向电流为20mA，当有遮挡时，光敏三极管ICE O=100nA；无遮挡时，光敏三极管的I C≈0.7mA。
为了使光敏三极管能工作在开关状态，则R2=5V-0.4V=6.5kΩ取R2=10kΩ，其中5V是电源电压，0.4V是光敏三极管的饱和压降。
R3、C2、C3和IC1组成单稳态触发器。
其作用是对槽型光耦传来的脉冲信号进行整形，去掉杂波信号，提高抗干扰能力。
IC1的型号是NE555，电路中将输入端TH和放电端DIS同时接在定时电容上，触发端TR平时为高电平。
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U1 U2
I1 I2
K1eK2 /T
2、光电式烟尘浓度计（透射式）
➢问题的提出：为了控制和减少烟尘的排放量或 及时发现楼宇火灾，对烟尘的监 测是必须的。
➢ ➢原理：恒定光源发出的光通量透过被测物， 由被测物吸收一部分后到达光电元件 上。
光电式烟尘浓度检测动画演示
反射镜
被测烟尘
光电池1
Rf
I1
被测物
光电元件
1、光源本身就是被测物。 如：光电比色温度计、光照度计等
恒光源
被测物
光电元件
2、恒定光源发出的光通量透过被测物，由被测物 吸收一部分后到达光电元件上。
如：测液体透明度、烟尘浓度等
恒光源
被测物
光电元件
3、恒定光源发出的光通量经过被测物遮挡一部 分后照射到光电元件上。 如：测元件尺寸、运动状态等
（5）适用场合：
可用于模拟量测量响应较快的场合
光电池在动力方面的应用 太阳能赛车
太阳能 硅光电池板
太阳能电动机模型
光电池在动力方面的应用（续） 光电池在人造卫星上的应用
光电式传感器应用
光电式传感器的组成： 光源、光学元件和光电元件组成光路
系统，再经转换电路而构成。
➢ 常用光源有： 白炽灯、发光二极管等
3. 光敏电阻一般不能作模拟量测量，这里对测量 要求不高（用于控制）。
4、光电式转速表（反射式）
➢问题的提出：传统测量转速的弊端，光电式转 速的优点。
➢ ➢ 原理：恒定光源发出的光通量经被测物反射 后到达光电元件上。采用数字输出型 测量转速 。
➢温度特性：温度对输出电流影响小，由光照度决定 ➢响应时间：二极管10-4s～10-6s、三极管10-3s～10-5s
（4）特点： 光电特性线性好、受温度影响小、响应时间短 （5）适用场合： 适用于模拟量测量及要求快速响应的场合
4.光电池 （1）原理：内光电效应的光生伏特效应 （2）符号与外形：
（5）适用场合：常用于对测量要求不高的场合 3.光敏晶体管 （1）原理：内光电效应的光电晶体管效应 （2）种类、符号与外形
光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管
外形图
（3）主要特性： ➢光谱特性： 硅管峰值波长为0.9μm 锗管峰值波长为1.5μm
➢伏安特性： ➢光电特性：输出电流Ie和光照度Ee呈线性关系
罐装生产流水线动画演示
光电效应及其光电元件
一、光电效应 在光线作用下，物体吸收光能量而产生相应电
效应的一种物理现象 。
1. 外光电效应 在光线作用下，
电子从物体表面逸出 的物理现象
外光电效应动画演示
各种光电管外形图
2、内光电效应 在光线作用下，物体电导性能发生变化或产
生一定方向电动势的现象
➢光电导效应 ➢光敏晶体管效应 ➢光生伏特效应
I2
U1 运
Rf
算
电
路
显 示 器
U2
半透半反镜 光源 聚光透镜
光电池2
光电式烟尘浓度计原理图
反射镜
被测烟尘
光电三极管1
+UCC
U1 运
显
算
示
器 +UCC
器
U2
半透半反镜 光源 聚光透镜
光电三极管2
光电式烟尘浓度计原理图
3、光电式边缘位置检测器（遮挡式）
➢问题的提出：带型材料在生产过程中偏离正
确的位置如何进行纠偏控制。
二、光电式传感器的应用举例
1、光电比色温度计（光源本身是被测物） ➢ 问题的提出：高温测量，物体辐射出的光波与
温度有关。
扫描式光电比色温度计
➢ ➢ 原理：根据热辐射定律，使用光电池进行 非接触测温。
根据有关的辐射定律，物体在两个特定波
长λ1、λ2上的辐射强度Iλ1、Iλ2 之比与该物体 的温度成指数关系。
内光电效应动画演示
光敏电阻外形图
光敏二极管外形图
光敏三极管外形图
各种光电池外形图
二、光电元件 1. 光电管 （1）原理：基于外光电效应 （2）符号与结构：
真空管、光电阴极 K和 光电阳极 A
光电管外形图
（3）特点：灵敏度高、光电特性线性较好
I0/μA
Φ/lm
光电管的光电特性
2、光敏电阻 （1）原理：内光电效应的光电导效应 （2）符号与外形
恒光源
被测物
光电元件
4、恒定光源发出的光通量经被测物反射后到达 光电元件上。 如：测纸张白度、零件表面粗糙度、光电转速 表等
特别指出：
➢光源与光电元件在光谱特性上应基本一致，即 光源发出的光应该在光电元件接受灵敏度最高的 频率范围内。
➢ ➢ 对于模拟量检测，一般要有参比信号，用来消 除或削弱背景光及温度等因素的影响。
➢ ➢原理：恒定光源发出的光通量经过被测物遮
挡一部分后，另一部分照射到光电元 件上。
被测带材 暗
光源
透镜
光敏电阻
亮
光电式边缘位置检测器光路图
遮光罩
补偿用光敏电阻
测量用光敏电阻
R1
Ucc Rf
R2
R Uo
R3
RP
R Rf
光电式边缘位置检测器测量电路图
注意问题：
1. 起始时，光路一半遮挡一半透过； 2. 桥路及运算放大器组成，接入参比光敏电阻；
➢ ➢常用光学元件有： 反射镜、透镜、半透半反镜等
提问：1. 光电效应有哪些？这些光电效应对 应哪些光电元件？
2. 这些光电元件有哪些特点？分别适 用哪些场合？
一、光电式传感器的应用类型
➢ 按其输出量性质可分： 模拟输出型光电传感器和数字输出型光
电传感器
➢ ➢ 按被测物与光电元件和光源之间的关系， 光电式传感器的应用有以下四种：
（3）主要特性 ➢光谱特性： 硅光电池0.45μm～1.1μm 硒光池0.34μm～0.57μm
➢光电特性：
➢频率特性： 硅光电池频率响应高，硒光电池频率响应差
➢温度特性： 温度 t 上升，开路电压 U 快速下降， 短路电流
I 缓慢上升。
（4）特点： 测量短路电流光电特性线性好、受温度影响
小，硅光电池频率响应较好。
I1 I2
K1eK2 / T
反射镜
目镜
观察者的眼睛 分光镜 光线λ1
物镜
光阑
被测对象 半透半反镜 光导棒
光线λ2
硅光电池1 滤光片
硅光电池2
光电比色温度计光路原理图
硅光电池1
Rf
I1
硅光电池2
I2
U1 运
Rf
算
电
路
显 示 器
U2
光电比色温度计电路原理框图
U1 －I1•Rf 而 I1正比于Iλ1 所以 U1正比于Iλ1
（3）特性参数 ➢亮电阻:置于室温、一定光照条件 ➢暗电阻:置于室温、全暗条件 ➢伏安特性
➢光电特性 ：非线性
➢光谱特性
➢响应时间： 10-1s～10-3s
➢温度特性:
温度影响甚大，温度上升， 暗电流增大，灵敏度下降
光敏电阻的光谱特性
（4）特点：价格便宜、光电特性非线性、响应 时间长、受温度影响大