光电转速传感器

光电转速传感器 学习任务二 光电转速传感器 ◎ 知识目标 (1)理解光电耦合的内部工作原理。 (2)理解光电耦合的结构与作用。 ◎ 技能目标 (1)掌握用万用表检测光电耦合器件。 (2)掌握光电耦合的开关应用。 (3)初步掌握光电转速传感器输出信号波形分析。 ◎ 素质目标 (1)课堂6S管理。 (2)养成团队协作的好习惯。 (3)养成独立思考问题的好习惯。 建议完成本学习任务的时间为4课时。 学习任务导入 光电耦合器简称光耦，是一种典型的电?光?电转换器件，通常用作速度、频率传感器，在汽车上的应用也非常广泛。一辆老款丰田马克轿车上拆下来一个光电曲轴位置传感器，要求你进行检测。 学习内容 光电转速传感器的应什么是光耦器件 用电路特点与分析 光电转速传感器的波光电转速传感器 光耦器件工作原理 形分析 光电转速传感器的故光耦器件的测量 障排除 获取信息 引导问题1 什么是光电耦合器, 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电?光?电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。(外形有金属圆壳封装，塑封双列直插等)。下图7-2是光耦的电路符号。 图7-2 光耦的电路符号 引导问题2 光耦的工作原理是怎样的,有何特点, 在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电?光?电的转换。 光耦具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强，无触点且输入与输出在电气上完全隔离等优点。 引导问题3 光耦开关应用电路是怎样的, 对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器就很容易实现了。 图7-3 光电耦合器开关应用电路 图7-3中(a)所示电路就是用光电耦合器组成的简单开关电路。在图7-3中，当无脉冲信号输入时，三极管BG处于截止状态，发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻非常大，相当于开关“断开”。当输入端加有脉冲信号时，BG导通，发光二极管发光，则a、b两端电阻变得很小，相当于开关“接通”。故称无信号时开关不通，为常开状态。 图7-3中(b)所示电路则为“带闭”状态，因为无信号输入时，虽BG截止，但发光二极管有电流通过而发光，使a、b两端处于导通状态，相当于开关“接通”。当有信号输入时，BG导通，由于BG的集电结压降在0(3V以下，远小于发光二极管的正向导通电压，所以发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻极大，相当于开关“断开”，故称“常闭”式。 在汽车传感器中光耦通常用来测量转速和频率。 制定 各小组成员制定实施本次实训任务的具体步骤、操作方法，预期效果。 步骤 内容 1 续上表 2 3 4 5 做出决策 教师根据学生提交的计划进行审核，如果不通过则由教师提出整改意见，通过之后 每小组根据本小组制定的计划实施任务。 小组 评价 1 2 3 4 5 实施计划 一、任务准备 引导问题4 完成本次学习任务需要准备哪些积木、器材, 积木连线实训板 万用表 可调锂电池模块 光敏元件板 示波表 光耦传感器特性实训板 连接导线 二、任务要求 教学组织 分组实训:全班____人，每____人一组，分为____组，___套实训器材，每组小组长一名。 职责分工 教师职责:课堂纪律与安全管理、实训器材管理、指导与巡查。 学生职责:班长协助教师对班级全面管理与监控、学习委员负责器材管理和检查、团委书记负责安全与纪律及素质评价、副班长负责收集和反馈学生意见，实训小组长负责指导组内学习和交流。 6S要求:安全 整理 整顿 清洁 清扫 素养 三、任务步骤 步骤一 实训积木板的认识及检查 步骤 图示 任务内容 完成情况 检查固定电压输出、可调电压是?否? 1 输出、电压显示是否正常。 波动万用表档位开关，检查功是?否? 2 能、液晶显示是否正常。 读识光敏元件电路符号与实是?否? 3 物，检查元件外观有无异常。 打开示波表电源，检查显示是是?否? 4 否正常。 读识原理图接线端子的功能，观察信号转盘特点，检查电机有无是?否? 5 卡死。 步骤二 光耦的测量 步骤 图示 工作页 用连接导线按照积木连接示意 图连接成完整电路，注意连接前先关1 闭电源开关。 光耦1、2脚接电源的原因是 _____________，万用表调至欧姆档，2 未接通电源时光耦E、C间阻值为 _______，原因是________________。 接通电源后光耦E、C间阻值为 _______。原因是________________，3 阻值越小说明光耦灵敏度________。 阻断光耦时，光耦E、C间阻值变为4 _______，原因是_______________。 步骤三 光耦传感器波形检测 步骤 图 示 工作页 用连接导线按照积木连接示意图连接成完整电路，注意连接前先关1 闭电源开关。 检查无误后接通电源，打开示波表开关，电机转速调节电位器旋转至2 最左端，进入参数调节选择适合参数。 从左至右调节转速电位器，观察3 波形特点，做好相关记录。 固定一个转速，选择触发方式为单次触发，定格波形，观察与思考，4 填写下面工作页。 光耦器件发光体和受光体被马达转盘隔离，在转盘上均匀分布有三个孔，当 孔通过光耦时受光体接受来自发光体的光信号。从示波表上我们可以看出波形呈 _________，不是理想的脉冲波，因为透光孔挡住光线的过程不是瞬间发生的，而5 且受到光耦速度影响，电子开关元件普遍由导通转换到截止的时间较慢，故上升 沿较缓慢。实际应用中可以加施密特触发器改善，输出频率随转速 ___________________。 检查控制 检查项目 结果或数据 检查项目 结果或数据 检查项目 结果或数据 连线是否规是否认真观是否单独完 范 察实训现象 成工作页 是否出现异测量数据是是否严格执 常现象 否准确 行6S管理 评价反馈 一、自我评价 掌握的程度 在知识与技能方面的收获: 牢固掌握 基本掌握 模糊不清 能够说明光电耦合器的工作原理 能够检测光电耦合器的性能 能够说明光耦开关的原理与作用 能够用示波表测量光耦传感器特性，并 分析波形特点 希望自 希望老师改 我改进进的地方 的地方 实训小组学生: 完成时间: 年 月 日 二、小组和教师对本学习任务进行评价 考核项目 评分 分数 学生自评 小组互评 教师评价 小 (权重20%) (权重60%) (权重20%) 计 团队合作 是否协调信任 5 活动参与 是否积极主动 5 安全实训 有无安全隐患 10 现场6S 是否做到 10 是否正确、合 任务 5 理