一种光电对射传感器电路及光电对射传感器的制作方法

1.本技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种光电对射传感器电路及光电对射传感器。


背景技术：

2.光电对射传感器是一种用来检测物体是否移动的传感器，其检测原理是通过将光信号转换为电信号来实现检测。光电对射传感器的一侧发光，另一侧收光，被检测物体放置在发光侧和收光侧之间。当物体还在发光侧和收光侧之间时，被检测物体能将发光侧的光线阻隔，使收光侧接收不到发光侧发出的光线。当物体移动后，收光侧则会收到光线，这就说明了被检物体发生了移动。
3.相关技术中，在被检测物体的位置发生微小变化时，普通的对射型光电传感器输出信号反应速度慢，并且会在临界点出现高/低电平频繁抖动，不能判断出被检测物体的细微位置变化。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本技术提供一种能检测到物体的细微位置变化的光电对射传感器电路及光电对射传感器。
6.为达此目的，本技术实施例采用以下技术方案：
7.一种光电对射传感器电路，包括发光端模块以及接收端模块，所述发光端模块能发出光线，发出的光线被所述接收端模块接收；所述接收端模块包括：三极管、光接收单元及基极电压调节单元；所述基极电压调节单元与所述三极管的基极连接，所述基极电压调节单元能调节所述三极管的基极电压；所述光接收单元的一端与所述三极管的基极连接，所述光接收单元的另一端与所述三极管的集电极连接。
8.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述基极电压调节单元为第一电阻或可调稳压电源。
9.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述基极电压调节单元为第一电阻时，所述第一电阻为可调电阻。
10.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述基极电压调节单元为第一电阻时，所述第一电阻的一端与所述三极管的发射极连接，所述第一电阻的另一端与所述三极管的基极连接。
11.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述基极电压调节单元为可调稳压电源时，所述可调稳压电源的out引脚与所述三极管的基极连接。
12.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述光接收单元为光敏接收二极管，所述光敏接收二极管的负极与所述三极管的基极连接，所述光敏接收二极管的正极与所述三极管的集电极连接。
13.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述接收端模块还包括光耦；所述光耦的输入端连接所述三极管的发射极，所述光耦的输出端连接plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)控制器。
14.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述接收端模块还包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接电源电压vcc，所述第二电阻的另一端连接所述光耦的输入端。
15.作为上述光电对射传感器电路的可选方案，所述发光端模块包括：第三电阻及发光二极管；所述第三电阻的一端接电源电压vcc，所述第三电阻的另一端与所述发光二极管的一端连接，所述发光二极管的另一端接地。
16.一种光电对射传感器，包括如上所述的光电对射传感器电路，还包括相对设置的第一固定座和第二固定座，所述发光端模块的发光元件设于所述第一固定座上，所述光接收单元的光接收元件设于所述第二固定座上。
17.本技术实施例的有益之处在于：设置了基极电压调节单元，基极电压调节单元与三极管的基极连接，能调节三极管的基极电压，将基极电压调节到一个三极管截止和导通的临界点，当被检测物体发生一点微小的移动时，也就是光接收单元接收到发光端模块发出的任何一点光线的时候，光接收单元内部阻值下降，由于三级管的基极电压处于临界点，因此，三极管即可被导通。也就是说，本技术的光电对射传感器电路能检测到被检测物体的任何细微位置变化，甚至能检测到物体哪怕0.1mm的位置变化。位置变化包括高度变化以及其它方向上的位置变化。
附图说明
18.图1是本技术一实施例中光电对射传感器电路的结构示意图；
19.图2是本技术一实施例中光电对射传感器电路的结构示意图；
20.图3是本技术一实施例中光电对射传感器电路的结构示意图；
21.图4是本技术一实施例中光电对射传感器的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
23.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的含义。
24.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。
25.本技术实施例提供了一种光电对射传感器电路。请参考图1至图3，光电对射传感器电路包括发光端模块100以及接收端模块200，发光端模块100上电后能发出光线。发光端模块100发出的光线被接收端模块200接收。检测时，被检测的物体放置在发光端模块100和接收端模块200之间，将发光端模块100发出的光线挡住，接收端模块200无法接收到发光端
模块100发出的光线；当被检测的物体移动后，被检测物体无法将发光端模块100发出的光线挡住，使得光线部分或全部照射到接收端模块200上，从而使接收端模块200检测到发光端模块100发出的光线，这样就可以判断被检测物体发生移动了。这里被检测物体的移动可以是高度变化也可以是水平方向的位置变化，或者其它方向上的位置变化。只要根据需要，将发光端模块100和接收端模块200沿着与检测方向垂直的方向间隔布置即可。
26.请参考图1至图3，本技术中，接收端模块200包括三极管q、光接收单元210及基极电压调节单元220。三极管q可采用pnp型三极管，型号可用2ty。三极管q包括发射极、集电极和基极。基极电压调节单元220与三极管q的基极连接，三极管q的发射极可连接到电源电压vcc，这里所说的连接到电源电压vcc可以是指通过中间元件连接，例如图1至图3所示中，三级管q的发射极通过其它元件连接到电源电压vcc。光接收单元200的一端与三极管q的基极连接，光接收单元210的另一端与三极管q的集电极连接。
27.本技术中，光电对射传感器电路的检测原理为，当被检测物体发生移动时，光接收单元210接收到发光端模块100发出的光线，光接收单元210内部的阻值下降，三级管q基极的电压改变，达到三极管q的导通电压，三极管q被导通，线路通电，也就可以判断出物体发生了移动。
28.本技术实施例中，基极电压调节单元220能调节三极管q的基极电压，这样就可以通过基极电压调节单元220将三极管q的基极电压调节到一个截止和导通的临界点，这样在被检测物体发生任何一点微小的移动时，三极管q均可被导通，这样就使得本技术实施例的光电对射传感器电路能检测到被检测物体的任何细微位置变化。例如被检测物体发生0.1mm的细微位置变化也能被检测到。
29.具体实施时，基极电压调节单元220的选择方式有很多，只要能实现对三极管q基极电压的调节即可。如图2所示，基极电压调节单元220可以采用第一电阻r1，例如可调电阻；又如图3所示，基极电压调节单元220可以采用可调稳压电源模块。
30.如图2所示，当基极电压调节单元220采用第一电阻r1时，第一电阻r1的一端与三极管q的发射极连接，第一电阻r1的另一端与三极管q的基极连接。第一电阻r1优选精密可调电阻，以实现阻值连续可调，从而使三极管q的基极电压可连续调节，直至调节到临界值。在其它实施例中，第一电阻r1也可以采用固定阻值的电阻，通过计算算出将三级管q基极电压调节到临界值所需要的第一电阻r1的阻值，从而选择合适阻值的第一电阻r1即可。当第一电阻r1为精密可调电阻时，精密可调电阻的型号可选用w503，最大阻值为50kω，也就是说阻值可在0-50kω之间连续调节。
31.如图3所示，当基极电压调节单元220采用可调稳压电源时，可调稳压电源的out引脚与三极管q的基极连接。可调稳压电源共用三个引脚，如图3所示，可调稳压电源的三个引脚分别接电源电压vcc、接地gnd以及接三极管q的基极。通过可调稳压电源也可以对三级管q的基极电压进行连续调节，直至调节至临界值。
32.如图2所示，光接收单元210可以采用光敏接收二极管d。光敏接收二极管d的负极与三极管q的基极连接，光敏接收二极管d的正极与三极管q的集电极连接。在其它实施例中，光接收单元210也可以采用其它类型的光接收元件，例如光敏三级管等，在此不作限制。本技术中，采用黑色的光敏接收二极管d。请参考图2，三极管q的集电极接地gnd。
33.如图2所示，接收端模块200还包括光耦ic。光耦ic的输入端连接三极管q的发射
极，光耦ic的输出端连接plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)控制器。同时，光耦ic的输入端连接到电源电压vcc，以实现三极管q的导通上电。可以理解的是，光耦ic的输入端指的是光耦ic中设置了发光二极管的一端，光耦ic的输出端是指光耦ic中设置了光敏三级管的一端。当三极管q导通后，光耦ic中的发光二极管中有电流通过而发光，光耦ic中的光敏三级管作为光敏元件，受到光照后产生电流，从而将信号传递给plc控制器，plc控制器即可判断被检测物体已经移动。光耦ic可采用型号为moc3041的光耦ic。如图2所示，光耦ic的输出端连接plc控制器具体指的是光耦ic的输出端连接plc控制器的输入端子plc-in1，该输入端子plc-in1没有收到信号时为高电平。
34.请继续参考图2，接收端模块200还包括第二电阻r2。第二电阻r2的一端连接电源电压vcc，第二电阻r2的另一端连接光耦ic的输入端。设置第二电阻r2可以控制回路中的电流，保证电流在安全范围内。电源电压vcc可采用dc24v或者dc48v，本技术实施例中，电源电压vcc为dc24v开关电源。第二电阻r2可采用2.2kω、1/4w的色环电阻。
35.如图2所示，发光端模块包括第三电阻r3和发光二极管led。第三电阻r3的一端接电源电压vcc，第三电阻r3的另一端与发光二极管led的一端连接，发光二极管led的另一端接地gnd。发光端模块上电后，如图2所示中空心虚线箭头所示，形成vcc
→
r3
→
led
→
gnd的电流回路，使得发光二极管led发光。于一实施例中，第三电阻r3为3.9kω、1/4w的色环电阻。发光二极管led为红外发光二极管，直径为3mm或5mm，波长为940nm。
36.本技术实施例中，所有电子器件均可以采用贴片式或者插件式。
37.本技术光电对射传感器电路的工作原理为(参考图2)：
38.电源电压vcc接通后，发光二极管led上电，发光二极管led发出波长940nm的红外光；
39.在没有放置被检测物体或者其它遮挡物的情况下，光敏接收二极管d会收到发光二极管led发出的红外光；光敏接收二极管d收到红外光线后阻值会下降；
40.由于光敏接收二极管d的一端与三极管q的基极相连，另一端和接地gnd，所以当光敏接收二极管d的阻值下降后，三极管q的基极电压也会被拉低；此时三极管q的发射极和集电极导通，如图2中空心虚线箭头所示，会形成以下电流回路，
41.vcc
→
r2
→
ic
→q→
gnd；
42.当光耦ic内部的发光二极管有电流流过时，发光二极管发光，ic输出端的光敏三级管接收到光线就会导通；当光敏三级管导通后，plc控制器的输入端子plc-in1就会收到信号，因此可以通过plc来判断是否有被检测的物体；
43.参考图4，发光端模块100的发光二极管led和接收端模块200的光敏接收二极管d相对设置，把被检测物体放置在发光二极管led与光敏接收二极管d之间，通过设置调节精密可调电阻r1，对q的基极电压有上拉的作用，能把三极管q的基极电压调到截止和导通的临界点；
44.当被检测物体产生0.1mm的微小移动时，plc-in1就会立即检测到并做出判断。
45.如图4所示，本技术还提供一种光电对射传感器。光电对射传感器包括上述光电对射传感器电路，还包括相对设置的第一固定座101和第二固定座102。发光端模块100的发光元件(即发光二极管led)安装在第一固定座101上，光接收单元210的光接收元件(即光敏接收二极管d)安装在第二固定座102上。通过设置第一固定座101和第二固定座102，可以使发
光二极管led和光敏接收二极管d被固定住且相对设置，实现光线的发射和接收。
46.图4所示的实施例中，光电对射传感器用于检测被检测物体的高度变化，图4中发光二极管led和光敏接收二极管d左右相对设置，当被检测物体的高度发生微小变化时就能被检测到。在其它实施例中，光电对射传感器也可以用来检测被检测物体其它方向上的移动。例如将发光二极管led和光敏接收二极管d上下相对设置，可以检测物体水平方向的位置变化。当被检测物体发生水平方向的微小位移时就可以被检测到。
47.显然，本技术的上述实施例仅仅是为了清楚说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本技术的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术权利要求的保护范围之内。