Современная электроника №2/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2023 Щелевые оптические датчики положения для современной электронной техники . Обзор Рис . 1. Иллюстрация функционала бесконтактного оптоэлектронного датчика В статье рассматриваются классификация , модели , характеристики оптических щелевых датчиков положения иностранного и отечественного производств , а также варианты их применения . Антти Суомалайнен Датчик – это устройство , изменяю - щее своё состояние в зависимости от воздействий в контролируемой сре - де [2]. Включённый в электрическую цепь датчик становится преобразова - телем внешнего сигнала ( воздействия ) в электрический ток . Это его свойство и используется в разработках РЭА . В инженерных системах и промыш - ленной автоматике датчики положе - ния являются основным источником информации для определения физиче - ского положения механических узлов оборудования . В качестве датчиков для обеспечения тех же задач в прошлом веке применялись концевые выклю - чатели . Недостатки их связаны с огра - ниченным ресурсом работы , низкой точностью и низким « быстродействи - ем », механическим дребезгом контак - тов – это ухудшало помехоустойчивость других систем , расположенных рядом , – и в целом с невысокой надёжностью . На контактах использовалось напыле - ние из драгметаллов , что также удоро - жало конструкцию . Кроме того , конце - вые выключатели – анахронизм эпохи . Они состояли из громоздких контакто - ров , иногда с приводом , были предна - значены для сред с тяжёлыми усло - виями эксплуатации : выдерживали определённой силы вибрацию , дето - нацию , загрязнённость среды пылью , относительно высокую влажность и мог - ли уверенно работать в широком диа - пазоне температур . Какое - то время им не было альтернатив , помимо герконов . Датчики семейства оптоэлектрических С развитием элементной базы совре - менной электроники появились дат - чики , работающие на основе эффекта Холла , и бесконтактные оптические датчики положения . В основе устрой - ства последних – оптический излуча - тель и фотоприёмник . В международ - ной терминологии оптические датчики называют «PhotoCell Sensors» ( фотодат - чики ) или «Light Sensors» ( световые датчики ). По принципу бесконтакт - ной работы , основанной на прерыва - нии или появлении светового потока , они получили название оптических [3]. Пример функционала оптоэлектронно - го датчика представлен на рис 1. Форм - фактор может быть разным . Как правило , это цилиндрическое или прямоугольное исполнение . Таков , к примеру , диффузный датчик с « обу - чением » и множеством настроек . Есть датчики с рефлектором – отражателем света , катафотом . Несмотря на то что некоторые модели датчиков реагируют только на определённый участок спек - тра , например , ИК - оптоэлектронные датчики , что позволяет им чётко рабо - тать в условиях помех от солнечного света , искусственного освещения и условно плохой видимости , они зави - симы от загрязнённости среды : пыли , грязи , задымления и других факторов . В некоторых оптических датчиках есть переключатель «Dark On / Light On», позволяющий менять режим набо - ры на инвертируемый . Так , в режиме «Light On» датчик активируется тогда , когда рабочая поверхность его приём - ника засвечивается , и наоборот . Есть современные модели , где присутству - ет таймер , – выходной сигнал появля - ется через некоторое время после акти - вации ( срабатывания ). Важная конструктивная особенность оптоэлектрических датчиков – в свой - стве гистерезиса , наличии триггерного элемента , снижающего « дребезг кон - тактов » при пограничном состоянии включения / отключения . Для универ - сальности интеграции в систему РЭА и облегчения настройки в корпусе дат - чика устанавливают не только свето - диодный индикатор активации , но и индикатор стабильного уровня сиг - нала . Если он горит , то это указывает , что обнаружение настроено стабильно , с достаточным уровнем сигнала , не на краю диапазона чувствительности . Как правило , максимальное рабочее расстояние , на котором обеспечивается стабильная работа , у разных моделей от 5 до 10 м ; большее затруднительно при жёстких условиях эксплуатации . Щелевые оптические датчики положения Совсемдругое дело – современныещеле - вые оптические датчикиположения , осо - бый вид оптических датчиков с характер - ными техническимиособенностями . Оних не много пишут ввиду их специфическо - го назначения . У таких датчиков есть даже сленговое название « вилкообразные » – по особенностямкорпуса . Передатчикипри - ёмник разнесены , но расположены фак - тически в одном корпусе , в конструкции которого есть « щель ». Также имсвойствен - ныназвания « щелевойоптрон », « фотопре - рыватель », «photointerrupter» (« фотоинтер - раптор »). Световой поток от излучателя попада - ет на фотоприёмник , что вызывает опре - делённое состояние датчика . Наличие непрозрачного объекта на пути светово - го луча приводит к изменению светово - го потока на фотоприёмнике , а значит , и к другому состоянию датчика . Когда в щель между излучателем и приёмником попадает активатор ( предмет ), датчик срабатывает . Щелевые датчики удобны ..