专利名称：一种光电位置检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通用光电位置检测装置，尤其是通过反射式光耦来精确地检测物体位置的装置。
背景技术：
用反射式光耦来检测物体的有无或位置，是最常用的一种技术方法。为了能够探测目标的位置，通常被测物应具有合适的反射标记面，并且这个面有足够的反射率。但是，通常这样的探测方式并不能给出目标的精确位置，因为物体的标记，比如说一个被测凸台，总有一定的面积，我们容易知道这个被测标记面是否在反射式光耦的有效探测范围内，但要知道它的准确位置，比如中心线位置，一个简单的光耦是无能为力的。这一点可以从图I 的示意结构中很容易得出。这实际上是一个零位检测问题，成熟的方法包括反射式的零位光栅和透射式的零位光栅，它们可以给出良好的(窄的)零位检测信号，但前者需要相对复杂精密的光学系统，后者在很多应用场合在结构上是无法布置的。
实用新型内容本实用新型针对上述诸多问题进行了改正，旨在提出一种结构简单，易于布置的光电反射零位检测方案，适合应用在各种自动化设备中。具体的技术方案为一种光电位置检测装置，其包括检测台和反射式光耦探测器，所述检测台位于被测物上；其特征在于其包括两个反射式光耦探测器，所述检测台的宽度与所述两个反射式光耦探测器中心线之间的宽度相等，检测的目标位置是所述检测台的中心线，所述两个反射式光耦探测器同时探测所述检测台的两个边缘，所述两个反射式光耦探测器分别连接有的Ql，Q2两个接受管，所述Ql，Q2两个接受管连接有平衡式检测电路。所述平衡式检测电路包括两个对称的电流电压变换器、一个失衡误差放大器和一个窗口电压比较器，所述Ql，Q2两个接受管分别连接一个所述电流电压变换器，所述两个电流电压变换器都与所述失衡误差放大器输入端连接，所述失衡误差放大器输出端连接所述窗口电压比较器输入端。所述电流电压变换器包括放大电路OP与电阻R，所述放大电路OP与所述电阻R并联，所述电阻R与一段电线并联。所述失衡误差放大器包括放大电路0P3、电阻R3、电阻R4和电阻R5，其中所述电阻R3与所述电阻R4阻值相等，所述电阻R3与一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述电阻R4与另一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述电阻R5与所述放大电路0P3并联，所述电阻R5与一段电线并联。所述窗口电压比较器包括比较器CMP2与比较器CMP3。所述平衡式检测电路还包括比较器CMPl和比较器CMP4，所述比较器CMPl与一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述比较器CMP4与另一个所述电流电压变换器的输出端连接；比较器CMP1，比较器CMP2，比较器CMP3，比较器CMP4是四个OC输出的比较器，它们的输出端与电阻R6构成线与结构。本实用新型检测台的一种优选方式为所述检测台为检测凸台。本实用新型检测台的另一种优选方式为所述检测台为检测凹沉。
图I为现有的单管式光电位置检测结构示意图；图2为本实用新型实施例结构示意图；图3为本实用新型实施例的左侧光稱位 移与光电流相对关系不意图；图4为本实用新型实施例的右侧光耦位移与光电流相对关系示意图；图5为本实用新型实施例的凸位检测电路图；图6为本实用新型实施例的凹位检测电路图。其中I、反射式光耦，3、检测凸台。
具体实施方式
以下通过实施例来描述本实用新型，应该指出的是，所列举的实施例不应理解对实用新型的限制。在图2中，采用两个反射式光耦1，作为探测器，被测物上设置有一个检测凸台3。检测凸台的宽度与两个反射光耦的中心线宽度相等。(但并不要求精确一致)。检测的目标位置是凸台的中心线。两个光耦同时探测凸台的两个边缘，所以称之为平衡式检测方案。在图3、图4中显不了凸台相对于两个反射光稱位移时，光稱所能接受的光电流相对强度变化。图5是一个具体的，可能的平衡式检测电路。其中，Q1，Q2分别是反射式光耦的两个接受管；放大电路OPl与电阻Rl以及放大电路0P2与电阻R2分别是两个对称的电流电压变换器，调节电阻Rl及电阻R2，可以校准匹配两个光耦，使其对位移的探测特性一致；放大电路0P3与电阻R3,电阻R4,电阻R5构成一失衡误差放大器。其中，电阻R3=电阻R4。显然，在平衡检测状态，即凸台与两光耦位置对称时，放大电路OPl与放大电路0P2的输出(电压)大小相等，方向相反，此时放大电路0P3的输出为O。否则，放大电路0P3就会有失衡电压输出。调节电阻R5可以调节放大电路0P3的失衡检测灵敏度；比较器CMP2与比较器CMP3组成了一个窗口电压比较器，在本例中为叙述方便将窗口电压定为土 IV，若经放大电路0P3放大的失衡电压不超出窗口范围，比较器CMP2，比较器CMP3将同时输出高电平，表明检测有效。反之，比较器CMP2或比较器CMP3将输出低电平，表明检测无效；显然，在此方案中，凸台与两光耦的位置对称，即而放大电路OPl与放大电路0P2的输出平衡，才是检测有效的条件。而调节电阻R5可以得到所希望的位置探测灵敏度。但是还存在虚假的平衡状态。例如在凸位检测中，当被测凸台远离探测位置时，两光耦的反射接收电流都在最低值且平衡。此时放大电路OPl和放大电路0P2的输出接近O伏，比较器CMPl和比较器CMP4将输出低电平，从而排除了这种虚假平衡态。比较器CMPl，比较器CMP2，比较器CMP3，比较器CMP4是四个OC输出的比较器，它们的输出端与电阻R6构成“线与”结构，任何一个比较器输出低电平都会否决位置信号WX的输出。本发明也可用于凹位检测，这时只要对平衡检测电路略作改动，如图6。与图5不同之处仅在于比较器CMP1，比较器CMP4的极性和比较阈值。在凹位检测中，虚假平衡态表现为光耦的同时高反射且平衡。此状态将导致放大电路OPl输出极高，而放大电路0P2极低，比较器CMPl和比较器CMP4输出低电平，从而否决WX信号的输出。显然，上述内容只是为了说明本实用新型的特点，而并非对本实用新型的限制，有 关技术领域的普通技术人员根据本实用新型在相应的技术领域做出的变化应属于本实用新型的保护范畴。
权利要求1.一种光电位置检测装置，其包括检测台和反射式光耦探测器，所述检测台位于被测物上；其特征在于其包括两个反射式光耦探测器，所述检测台的宽度与所述两个反射式光耦探测器中心线之间的宽度相等，检测的目标位置是所述检测台的中心线，所述两个反射式光耦探测器同时探测所述检测台的两个边缘，所述两个反射式光耦探测器分别连接有的Ql，Q2两个接受管，所述Ql，Q2两个接受管连接有平衡式检测电路。
2.根据权利要求I所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述平衡式检测电路包括两个对称的电流电压变换器、一个失衡误差放大器和一个窗口电压比较器，所述Q1，Q2两个接受管分别连接一个所述电流电压变换器，所述两个电流电压变换器都与所述失衡误差放大器输入端连接，所述失衡误差放大器输出端连接所述窗口电压比较器输入端。
3.根据权利要求2所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述电流电压变换器包括放大电路OP与电阻R，所述放大电路OP与所述电阻R并联，所述电阻R与一段电线并联。
4.根据权利要求2所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述失衡误差放大器包括放大电路0P3、电阻R3、电阻R4和电阻R5，其中所述电阻R3与所述电阻R4阻值相等，所述电阻R3与一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述电阻R4与另一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述电阻R5与所述放大电路0P3并联，所述电阻R5与一段电线并联。
5.根据权利要求2所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述窗口电压比较器包括比较器CMP2与比较器CMP3。
6.根据权利要求2或5所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述平衡式检测电路还包括比较器CMPl和比较器CMP4，所述比较器CMPl与一个所述电流电压变换器的输出端连接，所述比较器CMP4与另一个所述电流电压变换器的输出端连接；比较器CMP1，比较器CMP2，比较器CMP3，比较器CMP4是四个OC输出的比较器，它们的输出端与电阻R6构成线与结构。
7.根据权利要求I所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述检测台为检测凸台。
8.根据权利要求I所述的一种光电位置检测装置，其特征还在于所述检测台为检测凹沉。
专利摘要一种光电位置检测装置，其包括检测台和反射式光耦探测器，所述检测台位于被测物上；其特征在于其包括两个反射式光耦探测器，所述检测台的宽度与所述两个反射式光耦探测器中心线之间的宽度相等，检测的目标位置是所述检测台的中心线，所述两个反射式光耦探测器同时探测所述检测台的两个边缘，所述两个反射式光耦探测器分别连接有的Q1，Q2两个接受管，所述Q1，Q2两个接受管连接有平衡式检测电路。其结构简单，易于布置的光电反射零位检测方案，适合应用在各种自动化设备中。
文档编号G01B11/00GK202599341SQ201220094559
公开日2012年12月12日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者李兴光, 肖志刚 申请人:深圳市东方宇之光电子科技有限公司