CN204740783U - 一种光电测量应用实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电测量应用实验装置，包括机械传动结构和光电检测控制系统，所述光电检测控制系统中的光电传感器设置接在机械传动结构的码盘的两侧，所述光电检测控制系统由光电传感器、电源、显示模块、控制模块、函数信号发生器、信号调理电路和示波器组成，所述光电传感器和函数信号发生器连接信号调理电路的输入端，而信号调理电路的输出端连接显示模块和示波器，所述信号调理电路电连接控制模块。利用光电测量应用实验装置，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的测量过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。

Description

一种光电测量应用实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，具体是一种光电测量应用实验装置。

背景技术

光电检测装置是利用光电元件对光照变化引起电参数变化的性质，将光信号转换成电信号而构成的检测装置。一般电子检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节三部分组成。传感器处于被测对象与检测系统的接口处，是一个信号变换器。它直接从被测对象中提取被测量的信息，感受其变化，并转化成便于测量的电参数。它不能直接满足输出的要求，需要进一步的变换、处理和分析，通过信号调理电路将其转换为标准的电信号，输出给输出环节。根据检测系统输出的目的和形式的不同，输出环节主要有显示与记录装置、数据通信接口和控制装置。传感器的信号调理电路是由传感器的类型和对输出信号的要求决定的。

光电检测装置以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比及使用简单，广泛地应用在自动测量系统中，因此培养掌握光电检测技术人材是十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光电测量应用实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光电测量应用实验装置，包括机械传动结构和光电检测控制系统，所述光电检测控制系统中的光电传感器设置接在机械传动结构的码盘的两侧，所述光电检测控制系统由光电传感器、电源、显示模块、控制模块、函数信号发生器、信号调理电路和示波器组成，所述光电传感器和函数信号发生器连接信号调理电路的输入端，而信号调理电路的输出端连接显示模块和示波器，所述信号调理电路电连接控制模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述机械传动结构包括底座一级从动带轮、二级传动轴、二级从动带轮、三级传动轴、码盘、底座、一级传动轴、主动皮带轮和手轮组件，所 述底座上自右向左活动设置一级传动轴、二级传动轴和三级传动轴，其中二级传动轴和三级传动轴的表面设有皮带槽，用于皮带传动，所述一级传动轴的一端固连一级从动带轮，一级从动带轮通过皮带连接二级传动轴的皮带槽，而二级传动轴的一端固连二级从动带轮，从动带轮通过皮带连接三级传动轴上的皮带槽，所述三级传动轴的一端固连码盘，所述一级传动轴的另一端固连主动皮带轮。

作为本实用新型进一步的方案：所述主动皮带轮通过皮带连接手轮组件或者电机。

作为本实用新型进一步的方案：所述码盘上设有等分的50组黑白相间条纹。

作为本实用新型进一步的方案：所述光电传感器由发光二极管Df和三极管Qs构成，而发光二极管Df和三极管Qs设置在码盘的两侧。

作为本实用新型进一步的方案：所述三极管Qs的集电极连接运算放大器，运算放大器为LM324集成运算放大器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在二级皮带轮传动加速的码盘上安装光电传感器、信号调理电路和信号显示电路，构成一个典型的信号测量机械平台，系统各机构的采用了机械传动、电子技术和检测技术。系统的每一工作单元都承担几项任务，各单元综合调试可以完成复杂测量任务。利用光电测量应用实验装置，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的测量过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。

本实用新型采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，机械传动单元还原了测量装置的原始面貌，信号调理电路和信号显示电路分别展示各自的基本组成，一套实验装置可以灵活组合，完成光电、电子、单片机和机械传动，达到模拟测量功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。改变了以往检测装置整体固化及封装的形式，一个实验装置只能够验证一个原理，无法系统训练测量系统的整体能力，本实用新型可以分别训练光电效应、运算放大器、单片机及配套信号源和示波器的技能，力求采用项目教学的方法，利用本装备所涉及的技术，使学生在知识的学习和综合应用，线路连接和仪器操作，传感器的安装与电路的调试等方面能收到较好的效果。

附图说明

图1为本实用的机械传动结构主视图。

图2为本实用的机械传动结构俯视图。

图3为本实用光电检测控制系统的结构示意图。

图4为码盘和光电传感器连接的结构示意图。

图5为运算放大器的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种光电测量应用实验装置，包括机械传动结构和光电检测控制系统，所述光电检测控制系统中的光电传感器10设置接在机械传动结构的码盘5的两侧，所述光电检测控制系统由光电传感器10、电源11、显示模块12、控制模块13、函数信号发生器14、信号调理电路15和示波器16组成，所述光电传感器10和函数信号发生器14连接信号调理电路15的输入端，而信号调理电路15的输出端连接显示模块12和示波器16，从而能够对最终测量速度的数据进行观察，所述信号调理电路15电连接控制模块13。

所述机械传动结构包括底座一级从动带轮1、二级传动轴2、二级从动带轮3、三级传动轴4、码盘5、底座6、一级传动轴7、主动皮带轮8和手轮组件9，所述底座6上自右向左活动设置一级传动轴7、二级传动轴2和三级传动轴4，其中二级传动轴2和三级传动轴4的表面设有皮带槽，用于皮带传动，所述一级传动轴7的一端固连一级从动带轮1，一级从动带轮1通过皮带连接二级传动轴2的皮带槽，而二级传动轴2的一端固连二级从动带轮3，从动带轮3通过皮带连接三级传动轴4上的皮带槽，所述三级传动轴4的一端固连码盘5，所述一级传动轴7的另一端固连主动皮带轮8，主动皮带轮8通过皮带连接 手轮组件9或者电机。

所述码盘5上设有等分的50组黑白相间条纹，光电传感器10由发光二极管Df和三极管Qs构成，而发光二极管Df和三极管Qs设置在码盘5的两侧，通过发光二极管Df发光照射三极管Qs的基极，使得三极管Qs被导通，由于等分的50组黑白相间条纹，使得三极管Qs接收的光照是断断续续的，从而构成一组脉冲信号，通过改变码盘的速度，从而改变脉冲信号的频率，完成不同的测试。

所述三极管Qs的集电极连接运算放大器，运算放大器为LM324集成运算放大器，采用由运算放大器构成的比较器对光电对管输出波形进行整形，使其能够具有较好的上升和下降边沿。

所述机械传动结构和光电检测控制系统均是组装式，可以根据不同的教学需求进行自由组装。

(1)本实用采用模块组合式的结构，改变了以往检测装置整体固化及封装的形式，各工作单元可以进行拆装和组合，整体操作可以测量机械摇臂转速，单独操作可以探究机械传动、信号调理电路和信号显示电路的基本组成，进行光电、电子、单片机和机械传动实验，培养学生动手操作能力，达到模拟测量功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要；

(2)本实用可以分别训练光电效应、运算放大器、单片机及配套信号源和示波器的技能，各单元可以使用标准信号机型测试，也可以用采集信号进行测量，通过项目教学使学生在知识的学习和综合应用，线路连接和仪器操作，传感器的安装与电路的调试等方面能收到较好的效果.

(3)本实用模拟一个与实际生产情况十分接近的测量过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，帮助学生训练实际调试能力，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。 因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种光电测量应用实验装置，包括机械传动结构和光电检测控制系统，其特征在于，所述光电检测控制系统中的光电传感器设置接在机械传动结构的码盘的两侧，所述光电检测控制系统由光电传感器、电源、显示模块、控制模块、函数信号发生器、信号调理电路和示波器组成，所述光电传感器和函数信号发生器连接信号调理电路的输入端，而信号调理电路的输出端连接显示模块和示波器，所述信号调理电路电连接控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种光电测量应用实验装置，其特征在于，所述机械传动结构包括底座一级从动带轮、二级传动轴、二级从动带轮、三级传动轴、码盘、底座、一级传动轴、主动皮带轮和手轮组件，所述底座上自右向左活动设置一级传动轴、二级传动轴和三级传动轴，其中二级传动轴和三级传动轴的表面设有皮带槽，用于皮带传动，所述一级传动轴的一端固连一级从动带轮，一级从动带轮通过皮带连接二级传动轴的皮带槽，而二级传动轴的一端固连二级从动带轮，从动带轮通过皮带连接三级传动轴上的皮带槽，所述三级传动轴的一端固连码盘，所述一级传动轴的另一端固连主动皮带轮。

3.根据权利要求2所述的一种光电测量应用实验装置，其特征在于，所述主动皮带轮通过皮带连接手轮组件或者电机。

4.根据权利要求1所述的一种光电测量应用实验装置，其特征在于，所述码盘上设有等分的50组黑白相间条纹。

5.根据权利要求1所述的一种光电测量应用实验装置，其特征在于，所述光电传感器由发光二极管Df和三极管Qs构成，而发光二极管Df和三极管Qs设置在码盘的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种光电测量应用实验装置，其特征在于，所述三极管Qs的集电极连接运算放大器，运算放大器为LM324集成运算放大器。