Розуміння вихідного сигналу OCT/імпульсного сигналу

1. Визначення та основна концепція

Вихід OCT

• Оптичний з'єднувач, також відомий як оптоізолятор, є основою виходу OCT. Він складається з інфрачервоного світлодіода (LED) та фототранзистора. Коли на вхід оптичного з'єднувача подається електричний сигнал, світлодіод випромінює інфрачервоне світло. Це світло потім потрапляє на фототранзистор на вихідному боці. Провідність фототранзистора змінюється залежно від інтенсивності падаючого світла. У контексті виходу OCT електричний вихід фототранзистора використовується для передачі інформації. Цей вихід може бути у формі цифрового сигналу, який є високим або низьким, залежно від того, чи світиться світлодіод, чи ні. Використання оптичного з'єднувача забезпечує електричну ізоляцію між вхідними та вихідними ланцюгами. Ця ізоляція надзвичайно важлива в тих випадках, коли на вхідному боці можуть бути високі перепади напруги або електричний шум, які в іншому випадку можуть створювати перешкоди або пошкоджувати чутливу електроніку на вихідному боці. Наприклад, у системі розподілу електроенергії, де контролюються високовольтні електричні сигнали, вихід OCT може безпечно передавати інформацію про стан абовимірюванняцих високовольтних кіл до низьковольтної системи керування або моніторингу без ризику електричних перешкод або коротких замикань.

Імпульсний вихід

• Імпульсний вихід стосується генерації серії дискретних електричних імпульсів. Імпульс – це короткочасна зміна рівня електричного сигналу, зазвичай від низького стану до високого, а потім назад до низького. Характеристики цих імпульсів, такі як їхня частота (кількість імпульсів за одиницю часу), ширина (тривалість високої частини імпульсу) та амплітуда, несуть інформацію. У багатьох вимірювальних пристроях, таких як витратоміри та лічильники енергії, вимірювана величина перетворюється на відповідний імпульсний сигнал. Наприклад, у витратомірі води кожна одиниця об'єму води, що проходить через лічильник, може спричинити генерацію одного електричного імпульсу. Підраховуючи кількість цих імпульсів протягом певного періоду, можна визначити загальний об'єм потоку води. Частота імпульсів прямо пропорційна швидкості потоку, причому вища швидкість потоку призводить до вищої частоти імпульсів.

2. Принципи роботи

Генерація імпульсів на основі OCT

• У деяких системах оптичний транзистор (OCT) використовується для генерації імпульсного виходу. Наприклад, у цифровому каналі зв'язку між двома електрично ізольованими підсистемами мікроконтролер на стороні передачі може надсилати серію цифрових сигналів. Ці сигнали використовуються для керування світлодіодом в оптичному з'єднувачі. Коли мікроконтролер перемикає сигнал між високим і низьким станами, світлодіод відповідно вмикається та вимикається. Фототранзистор на стороні виходу потім генерує відповідну серію імпульсів. Електрична ізоляція, що забезпечується OCT, гарантує, що будь-які електричні шуми або перехідні зміни напруги на ланцюзі на стороні передачі не впливають на ланцюг на стороні прийому. Це особливо корисно в середовищах з великими електромагнітними перешкодами, таких як промислові заводи, де працюють великі двигуни та інше електрообладнання.

Генерація імпульсів від датчиків

• У сенсорних застосуваннях процес генерації імпульсного виходу пов'язаний з фізичною величиною, що вимірюється. Візьмемо, наприклад, магнітний датчик, який використовується для вимірювання швидкості обертання вала. Датчик призначений для виявлення проходження магнітних елементів (таких як зубці на шестерні, прикріпленій до вала). Щоразу, коли магнітний елемент проходить повз датчик, він викликає зміну вихідного сигналу датчика. Ця зміна потім обробляється та формується в імпульс. Частота цих імпульсів безпосередньо пов'язана зі швидкістю обертання вала. Якщо вал обертається швидше, повз датчик проходить більше магнітних елементів за одиницю часу, що призводить до вищої частоти імпульсів. Цей імпульсний вихід потім може бути надісланий на мікроконтролер або інший пристрій керування для подальшої обробки, наприклад, для обчислення швидкості обертання та відображення її на моніторі.

3. Застосування

Промислова автоматизація

• У системах промислової автоматизації широко використовується вихід OCT/імпульсний вихід. Наприклад, у конвеєрній стрічковій системі датчики наближення з імпульсним виходом можуть використовуватися для виявлення наявності та руху об'єктів на стрічці. Щоразу, коли об'єкт проходить повз датчик, генерується імпульс. Ці імпульси може підраховуватися програмованим логічним контролером (ПЛК) для відстеження кількості предметів, що транспортуються. Вихід OCT використовується, коли цим датчикам потрібно зв'язатися з ПЛК, зберігаючи при цьому електричну ізоляцію, захищаючи чутливі схеми ПЛК від потенційних електричних перешкод або стрибків напруги в промисловому середовищі.

Облік енергії

• У лічильниках електроенергії та газу імпульсний вихід є поширеною рисою. Для лічильника електроенергії споживання енергії вимірюється кількістю використаних ват-годин. Внутрішня схема лічильника перетворює виміряну електричну енергію на серію імпульсів. Чим більше енергії споживається, тим більше імпульсів генерується. Ці імпульси можна надсилати до реєстратора даних або системи інтелектуальної мережі для віддаленого моніторингу та виставлення рахунків. Використання імпульсного виходу спрощує процес зв'язку та забезпечує легку інтеграцію з іншими.системи енергоменеджменту.

Приладобудування та вимірювання

• У різних вимірювальних приладах, таких як осцилографи та частотоміри, вихід OCT/імпульс може використовуватися для калібрування та передачі сигналу. Наприклад, джерело калібрування може генерувати точні імпульсні сигнали з відомими частотами та амплітудами. Ці імпульси можуть бути надсилані на прилад, що калібрується, через інтерфейс на основі OCT для забезпечення точного вимірювання. У частотомірі вхідний сигнал, який може бути послідовністю імпульсів від датчика або каналу зв'язку, підраховується та аналізується для визначення частоти сигналу.