Оптоэлектронные приборы в копировальных аппаратах часть 4

В основе принципа действия таких датчиков лежит нарушение условия полного внутреннего отражения (ПВО) для световых лучей, распространяющихся вдоль светопровода, и, как следствие, изменение сигнала фотоприемника. Используются два основных механизма нарушения ПВО. Во-первых, это размещение промежуточной среды (ПС) поверх светопровода и изменение ее показателя преломления под влиянием внешних факторов (ВФ) и действия электро-, магнитооптических и других эффектов. По такой схеме работают, например, индикаторы вида жидкости. Другой механизм регулируемого нарушения ПВО основан па изменении площади оптического контакта промежуточного элемента (ПЭ) со светопроводом под влиянием ВВФ. На таком принципе работают датчики давления, усилия, перемещения.

В датчиках с волоконно-оптическими связями содержатся самые разнообразные чувствительные элементы, располагаемые в месте разрыва обычной волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), изменяющие свои свойства под влиянием внешних возмущающих факторов (ВВФ) и воздействующие на светопередачу ВОЛС. Наиболее простым является датчик с механической шторкой, перекрывающей большую или меньшую часть светового потока. При тщательном выполнении механической части, использовании не одиночных волокон, а жгутов в таких приборах удается достигнуть удовлетворительной чувствительности, линейности, воспроизводимости измерений при широком диапазоне изменения контролируемого воздействия

Наиболее широко распространенными являются датчики с чувствительным элементом мембранного типа, в которых такие внешние воздействия как давление, ускорение, вибрация, микроперемещения преобразуются в изменение положения мембраны относительно торцов подводящего и отводящего световодов и тем самым в изменение сигнала фотоприемника. В волоконно-оптических датчиках чувствительным элементом является часть волокна. Эти датчики с амплитудной модуляцией обычно основаны на управляемом нарушении условия ПВО в месте резкого изгиба волокна или на некотором участке волокна, подвергнутом деформации. Модуляция светопролускэния осуществляется вследствие изменения степени деформированности волокна или путем помещения изогнутой области в среды с различными показателями преломления. По данной схеме реализуются датчики давления, температуры, вибрации, микроперемещений.

Оптоэлектронные микросхемы

Приборы этого типа содержат одну или несколько оптопар, а также согласующие элементы или электронные интегральные схемы, объединенные при помощи гибридной технологии в один корпус. Оптоэлектронные микросхемы обладают более широкими возможностями, чем элементарные оптроны. Их можно разделить на три основные группы.

1) К первой относятся переключательные микросхемы: эта группа наиболее многочисленна. Примером прибора этого типа может служить микросхема серии 249ЛП1, в которой объединены диодный оптрон и стандартная интегральная схема, имеющая два статических состояния, при одном из которых напряжение на ее выходе равно примерно 0.3 В. а при другом - около 3 В

2) Во вторую группу входят линейные оптоэлектронные микросхемы, которые способны выполнять аналоговые преобразования сигналов. В качестве примера можно привести микросхему серии К249КН1, линейную по выходной цепи, которая состоит из двух диодных оптопар, работающих в режиме фотоэлементов и выполняющих функции широкополосного (вплоть до передачи постоянного сигнала) трансформатора.

3) К третьей группе относятся оптоэлектронные микросхемы релейного типа, использующиеся для коммутации силовых цепей в широком диапазоне напряжений и токов. По входным параметрам эти приборы согласованы со стандартными интегральными микросхемами; в качестве примера можно назвать, оптоэлектронное реле постоянного тока серии К295КТ1.

Так же, как и элементарные оптопары, оптоэлектронные микросхемы обладают тем недостатком, что их приходится изготавливать по гибридной технологии, объединяя элементы из разных материалов. По мере совершенствования способов получения таких элементов открываются перспективы создания оптоэлектронных микросхем на одном кристалле, а также пленочных. Это должно привести не только к дальнейшей миниатюризации таких приборов, но и к расширению их функциональных возможностей.