b. Máy phát không đồng bộ
5.1.2. Nguyên tắc hoạt động, cấu trúc của cảm biến quang
Nguồn sáng phát ra các tia sóng ánh sáng, nơi nhận là bộ phận photodetector (Photodetector có thể là photodiode hoặc phototransitor). Khi có đối tượng di chuyển vào đường đi sóng của ánh sáng, dựa trên sự thay đổi của sóng ánh sáng cảm biến có thể phát hiện sự xuất hiện, hình dạng kích thước, tính phản xạ, sự trong hay mờ, và màu sắc của đối tượng.
Tín hiệu ngõ ra của mạch output của cảm biến quang điện có thể là analog hoặc digital.
Cấu trúc cảm biến quang điện
Hình 5.4: Cấu trúc cảm biến quang điện Cảm biến quang điện gồm 5 phần cơ bản chính:
+ Nguồn sáng + Bộ phận phát hiện sóng ánh sáng + Các thấu kính + Mạch logic + Mạch output 5.1.3. Nguồn sáng
Việc sử dụng một cảm biến quang chỉ có hiệu quả khi nó phù hợp với bức xạ ánh sáng (phổ, thông lượng, tần số). Nguồn sáng sẽ quyết định mọi đặc tính quan trọng của bức xạ. Vì vậy trong phần này giới thiệu tóm tắt các tính chất quan trọng của những nguồn sáng thường sử dụng.
Đèn đốt wonfram
Đèn có cấu tạo gồm một sợi dây wonfram đặt trong một ống bằng thủy tinh hoặc thạch anh có chứa chất khí hiếm hoặc halogen (I2) để giảm bay hơi sợi đốt. Nhiệt độ của sợi dây wonfram giống như nhiệt độ của một vật đen tuyệt đối, có đường cong phổ phát xạ nằm trong vùng phổ nhìn thấy. Đèn wonfram có một số đặc điểm sau:
Thông lượng lớn, dải phổ rộng, có thể giảm bằng các tấm lọc.
Quán tính nhiệt lớn nên không thể thay đổi bức xạ một cách nhanh chóng, tuổi thọ ngắn, dễ vỡ.
Trong loại đèn này năng lượng giải phóng do tái hợp điện tử lỗ trống ở gần chuyển tiếp P – N của diod sẽ làm phát sinh các photon. Các đặc điểm chính của đèn diod phát quang: Thời gian hồi đáp nhỏ, cỡ ns, phổ ánh sáng hoàn toàn xác định, độ tin cậy cao và
độ bền tốt.
Nhược điểm: Thông lượng tương đối nhỏ (khoảng 102 mW), nhạy với nhiệt độ. Laser
Laze là nguồn sáng rất đơn sắc, độ chói lớn, định hướng lớn, tính liên kết nhanh (cùng phân cực, cùng pha). Đối với những nguồn sáng khác bức xạ phát ra là sự chồng chéo của rất nhiều sóng thành phần có phân cực và pha khác nhau. Đối với tia laze, tất cả các bức xạ cấu thành đều cùng pha cùng phân cực bởi vậy khi chồng chéo lên nhau chúng tạo thành một sóng duy nhất. Đặc điểm của laze là có bước sòng đơn sắc hoàn toàn xác định, thông lượng lớn, truyền đi khoảng cách lớn.
5.1.4. Thấu kính
Các thấu kính được sử dụng với nguồn sáng LED và bộ phận Photodetector để “làm hẹp”, điều chỉnh diện tích vùng hoạt động. Khi đã “làm hẹp” diện tích, tầm hoạt động của LED và bộ Photodetector sẽ tăng lên. kết quả là tầm phát hiện của cảm biến quang điện cũng tăng lên.
Sóng ánh sáng từ LED kết hợp với thấu kính thường có dạng hình nón.
Với nguồn sáng laser, các tia sáng song song với nhau và chỉ có khuynh hướng phân kỳ (không đáng kể) khi đạt tới khoảng cách hoạt động lớn nhất.
Hình 5.5: LED và Photodetector với thấu kính