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官方网站_光电传感器的电磁兼容设计
时间:2020-10-31 来源:官方网站 浏览量 13147 次

本章广泛应用于工业自动化领域的光电传感器,一般为电源型,称为光电开关。光电传感器由投影仪、非投影仪、集成电路、输入电路等组成。它是一种微弱电流检测传感器。

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它更容易受到强大电气设备的电磁干扰。工作时产生电磁辐射,构成电磁干扰。

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当动作频率较高,多个传感器之间距离较近时,仪器仪表、总线系统、计算机等弱电设备不会受到反感的阻碍,传感器本身也不会受到反感的阻碍。这时,电磁兼容的问题就变得更加引人注目。电磁兼容设计的目的是使传感器在电磁环境中长时间工作,尽可能避免误操作,防止传感器成为电磁干扰源。

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1.阻光感应光电传感器以光为媒介进行无法识别的检测。光是一种高频电磁波。光阻也是一种电磁干扰,是传感器误操作的主要因素之一。

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环境光、背景光和其他光电传感器接收到的光都是光干扰源。用红外线作为检测介质,可以增加红外线的影响,红外线也不影响红外线。红外光电传感器可以用过滤器过滤红外线。

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其他光电传感器在周围环境中的挡光,可由外壳、套管、裂纹等诱发[2]。图1是非照明器的结构图。投影仪的外壳结构设计得当,可以使接收到的光变成规则的光束,而不是衍射。如果安装得当,光转换器不会成为光干扰源。

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设计传感器时,采用偏振光和高频调制脉冲光,采用实时检测,不利于诱导光遮挡。2电路板电磁兼容光电传感器通过高频调制产生高频电信号。在高频时,导线相当于电感。

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因此,有必要尽可能地延长传感器中高频线路的长度。设计印刷电路板走线时,要尽可能考虑增加电磁辐射。

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迹线的电磁辐射比集成电路强。如果迹线包含如图2右图所示尺寸较大、方向被忽略的电流回路,磁场不会电磁辐射到空间,也不会拒绝接受空间磁场。

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图中的I是回路电流。另外,如果回路面积为S,电信号频率为F,测量天线到电磁辐射平面的距离为D,测量天线与印制板平面的夹角为0,则电场强度测量为[3],即为差模电磁辐射。

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差模电磁辐射可以通过增加环路面积s和环路电流I来增加。共模电磁辐射可以通过接地电压激励的长度大于1/4波长的短单极天线来模拟。共模电磁辐射的电场强度为[3],其中l为短单极天线的长度,共模电压转换为差模电流I.增加接地电压和将差模电流旁路接地会增加共模电磁辐射。

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一般来说,印刷电路板走线长度应较短,宽度应较短,但不应突然加宽,也不应突然转弯。最小化接地线面积,以增加接地线电阻。

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高频信号线和电源线尽量不要与地线平行。传感器是省级低功耗器件,比如CMOS集成电路。CMOS器件抗干扰能力强,CMOS逻辑电路抗干扰度高达20%。

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低功率器件痉挛小,不利于传感器的更紧密设计和传感器的平稳运行。3输入电路电磁兼容输入电路是传感器的最终电路,一般是无触点开关电路。常用的输入元件有三极管和晶闸管。

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当三极管状态改变时,感应出电磁辐射。 这使得可以在传感器通信时将监控符号(校验码)添加到抗干扰信息中。例如,用00000和11111替换0和1。

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收到10111可以指出一位关闭,第二位自动缺失。5电磁兼容测试电磁兼容设计通过电磁兼容测试进行测试和改进。现在已经有了比较完善的电磁兼容测试方法和专用的测试设备。当电源设备运行时,它会阻碍怨恨并产生瞬态脉冲。

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IEC61000-4-4标准规定了电慢瞬态脉冲的阻断,可分为单脉冲、脉冲组和脉冲组。脉冲序列波形如图5右图所示,周期为300毫秒,脉冲束宽为15毫秒。单个脉冲和一组脉冲的宽度大于15毫秒。根据IEC1024,雷电模拟脉冲的宽度应大于15ms。

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在光电传感器中使用小电容来滤除瞬态脉冲更适合环境。如果传感器不受主机控制,可以在软件中使用数字滤波和延迟指令来诱导瞬时阻塞。

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光电传感器电磁辐射灵敏度测试结果见表1右图。结论采用上述设计后,光电传感器没有妨碍80C51单片机实验系统,也没有妨碍F-40M PLC。

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它可以在断路器的恶劣环境下平稳工作。经过电磁兼容设计,光电传感器的可靠性和质量明显提高。

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