一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光電檢測(cè)作為光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測(cè)技術(shù)，主要包括光信息獲取、光電變換、光信息測(cè)量以及測(cè)量信息的智能化處理等，具有精度高、速度快、距離遠(yuǎn)、容量大、非接觸、壽命長(zhǎng)、易于自動(dòng)化和智能化等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，如光掃描、光跟蹤測(cè)量，激光測(cè)量，紅外測(cè)量，圖像測(cè)量，微光、弱光測(cè)量等，是當(dāng)前最主要和最具有潛力的光電信息技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能光電檢測(cè)已成為光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。
[0003]在基于光信息采集和光電轉(zhuǎn)換的光纖光柵傳感系統(tǒng)中，光電檢測(cè)儀器起著關(guān)鍵作用，而要使光電檢測(cè)儀器能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境和檢測(cè)出光纖光柵波長(zhǎng)的微小位移，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為易于處理的電信號(hào)，就需要設(shè)計(jì)出光電檢測(cè)電路。目前的光電檢測(cè)系統(tǒng)存在環(huán)境適應(yīng)能力不強(qiáng)，測(cè)量范圍不夠?qū)捛覝y(cè)量精度不高等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測(cè)量范圍廣、測(cè)量精度高的智能光電檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對(duì)所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路；
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述信號(hào)放大電路和有源濾波電路對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的信號(hào)弱和噪聲大的問(wèn)題進(jìn)行信號(hào)放大和噪聲濾除，所述智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號(hào)進(jìn)行處理后輸出至所述輸出系統(tǒng)，所述輸出系統(tǒng)將所述智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。
[0008]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一 0PT201型放大器、第一電位器和第二電阻；
[0009]所述0PT201型放大器的2腳連接光信號(hào)輸入端、4腳連接所述第一電位器的可調(diào)端和第一固定端并通過(guò)第二電阻接地，5腳連接所述第一電位器的第二固定端和信號(hào)放大電路。
[0010]優(yōu)選地，所述信號(hào)放大電路包括第一運(yùn)算放大器；
[0011]所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第三電阻連接所述0PT201型放大器的5腳、同相輸入端通過(guò)第四電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第六電阻后分兩支路，一支路通過(guò)第七電阻接地、另一支路通過(guò)第五電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述有源濾波電路。
[0012]優(yōu)選地，所述有源濾波電路包括一 0P27型運(yùn)算放大器和第十一可調(diào)電阻；
[0013]所述0P27型運(yùn)算放大器的3腳依次通過(guò)第九電阻和第八電阻連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、3腳還通過(guò)第二電容接地、2腳分別通過(guò)第三電容和第十電阻連接0P27型運(yùn)算放大器的6腳、4腳連接-5V電壓并通過(guò)第四電容接地、7腳連接+5V電壓并通過(guò)第五電容接地、6腳連接所述智能控制模塊并通過(guò)第一電容連接于所述第八電阻與第九電阻之間；
[0014]所述第十一可調(diào)電阻的第一固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的I腳、第二固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的8腳、可調(diào)端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的7腳。
[0015]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路改變其放大器增益，對(duì)光源具有較高的靈敏度，采用T型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的信號(hào)放大電路對(duì)輸入的弱電壓信號(hào)進(jìn)行放大，減少了熱噪聲和對(duì)運(yùn)放輸入偏置電流的影響，利用0P27型運(yùn)算放大器和雙RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成性能優(yōu)良的二階有源濾波電路來(lái)濾除濾除自然光及噪聲的干擾，最后信號(hào)經(jīng)過(guò)智能控制模塊進(jìn)行處理并通過(guò)輸出系統(tǒng)來(lái)輸出顯示與信息存儲(chǔ)，另外，外圍輸入接口電路用于外界對(duì)智能控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改、添加、刪除和維護(hù)等人機(jī)交互。該系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測(cè)量范圍廣、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)總體框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換電路圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)放大電路圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的有源濾波電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例的一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，它包括光電轉(zhuǎn)換電路1、信號(hào)放大電路2、有源濾波電路3、輸出系統(tǒng)5、智能控制模塊4和用于外界對(duì)智能控制模塊4進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路6。
[0022]光電轉(zhuǎn)換電路I將采集的光信息通過(guò)光電探測(cè)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；信號(hào)放大電路2和有源濾波電路3對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的信號(hào)弱和噪聲大的問(wèn)題進(jìn)行信號(hào)放大和噪聲濾除；智能控制模塊4將濾除噪聲后的電信號(hào)進(jìn)行處理后輸出至輸出系統(tǒng)5，輸出系統(tǒng)5將智能控制模塊4確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。
[0023]如圖2所示，本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換電路I包括一 0PT201型放大器Ul、第一電位器Rl和第二電阻R2。
[0024]0PT201型放大器Ul的2腳連接光信號(hào)輸入端、4腳連接第一電位器Rl的可調(diào)端b和第一固定端al并通過(guò)第二電阻R2接地，5腳連接第一電位器Rl的第二固定端a2和信號(hào)放大電路2。
[0025]由于在采集光信息時(shí)，發(fā)射光的強(qiáng)弱受發(fā)射物表面的形狀、顏色、陽(yáng)光、燈光照射等多因素的影響，除了選擇好的采光點(diǎn)外，還應(yīng)采用在光源范圍內(nèi)有較高的靈敏度，本實(shí)施例利用0PT201型放大器構(gòu)建成靈敏度可調(diào)的光電轉(zhuǎn)換電路I，通過(guò)調(diào)節(jié)第一電位器Rl來(lái)改變放大器增益。
[0026]如圖3所不，本實(shí)施例的信號(hào)放大電路2包括第一運(yùn)算放大器Al ;第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端通過(guò)第三電阻R3連接0PT201型放大器Ul的5腳、同相輸入端通過(guò)第四電阻R4接地，第一運(yùn)算放大器Al的輸出端通過(guò)第六電阻R6后分兩支路，一支路通過(guò)第七電阻R7接地、另一支路通過(guò)第五電阻R5連接第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端，第一運(yùn)算放大器Al的輸出端還連接有源濾波電路3。
[0027]在光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，由于輸出電壓信號(hào)微弱，需要予以放大，本實(shí)施例的信號(hào)放大電路2由T型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成這種放大電路能減小熱噪聲和對(duì)運(yùn)放輸入偏置電流的影響，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理。
[0028]如圖4所示，本實(shí)施例的有源濾波電路3包括一 0P27型運(yùn)算放大器U2和第^^一可調(diào)電阻R11。
[0029]0P27型運(yùn)算放大器U2的3腳依次通過(guò)第九電阻R9和第八電阻R8連接第一運(yùn)算放大器Al的輸出端、3腳還通過(guò)第二電容C2接地、2腳分別通過(guò)第三電容C3和第十電阻RlO連接0P27型運(yùn)算放大器U2的6腳、4腳連接-5V電壓并通過(guò)第四電容C4接地、7腳連接+5V電壓并通過(guò)第五電容C5接地、6腳連接智能控制模塊4并通過(guò)第一電容Cl連接于第八電阻R8與第九電阻R9之間；第十一可調(diào)電阻Rll的第一固定端al連接0P27型運(yùn)算放大器U2的I腳、第二固定端a2連接0P27型運(yùn)算放大器U2的8腳、可調(diào)端b連接0P27型運(yùn)算放大器U2的7腳。
[0030]在光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程中，由于混合有自然光等非檢測(cè)光源，加上器件自身的噪聲，使被檢測(cè)信號(hào)的頻率有可能失真，為了消除光電信號(hào)轉(zhuǎn)換中的這種不利影響，本實(shí)施例采用0P27型運(yùn)算放大器U2和雙RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成性能優(yōu)良的二階有源濾波電路3來(lái)濾除自然光及噪聲的干擾。
[0031 ] 本實(shí)施例的智能光電檢測(cè)系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，測(cè)量范圍廣，測(cè)量精確度高，尤其是強(qiáng)化了人工智能系統(tǒng)，可以自動(dòng)對(duì)噪聲、溫度、電壓波動(dòng)及光源的變化進(jìn)行修正，加上良好的人機(jī)交互界面，大大簡(jiǎn)化了操作程序。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對(duì)所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路； 所述光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述信號(hào)放大電路和有源濾波電路對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的信號(hào)弱和噪聲大的問(wèn)題進(jìn)行信號(hào)放大和噪聲濾除，所述智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號(hào)進(jìn)行處理后輸出至所述輸出系統(tǒng)，所述輸出系統(tǒng)將所述智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。2.如權(quán)利要求1所述的一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一 0PT201型放大器、第一電位器和第二電阻； 所述0PT201型放大器的2腳連接光信號(hào)輸入端、4腳連接所述第一電位器的可調(diào)端和第一固定端并通過(guò)第二電阻接地，5腳連接所述第一電位器的第二固定端和信號(hào)放大電路。3.如權(quán)利要求2所述的一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)放大電路包括第一運(yùn)算放大器； 所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)第三電阻連接所述0PT201型放大器的5腳、同相輸入端通過(guò)第四電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第六電阻后分兩支路，一支路通過(guò)第七電阻接地、另一支路通過(guò)第五電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述有源濾波電路。4.如權(quán)利要求3所述的一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述有源濾波電路包括一 0P27型運(yùn)算放大器和第十一可調(diào)電阻； 所述0P27型運(yùn)算放大器的3腳依次通過(guò)第九電阻和第八電阻連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、3腳還通過(guò)第二電容接地、2腳分別通過(guò)第三電容和第十電阻連接0P27型運(yùn)算放大器的6腳、4腳連接-5V電壓并通過(guò)第四電容接地、7腳連接+5V電壓并通過(guò)第五電容接地、6腳連接所述智能控制模塊并通過(guò)第一電容連接于所述第八電阻與第九電阻之間； 所述第十一可調(diào)電阻的第一固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的I腳、第二固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的8腳、可調(diào)端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的7腳。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能光電檢測(cè)系統(tǒng)。它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對(duì)所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路；光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，信號(hào)放大電路和有源濾波電路對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的信號(hào)弱和噪聲大的問(wèn)題進(jìn)行信號(hào)放大和噪聲濾除，智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號(hào)進(jìn)行處理后輸出至輸出系統(tǒng)，輸出系統(tǒng)將智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用，該系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測(cè)量范圍廣、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，另外，強(qiáng)化了人工智能系統(tǒng)，可以自動(dòng)對(duì)噪聲、溫度、電壓波動(dòng)及光源的變化進(jìn)行修正，加上良好的人機(jī)交互界面，大大簡(jiǎn)化了操作程序。
【IPC分類】G01D5/26
【公開(kāi)號(hào)】CN204902854
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520155247
【發(fā)明人】張國(guó)堅(jiān)
【申請(qǐng)人】張國(guó)堅(jiān)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日