查看更多
查看更多
查看更多
查看更多
查看更多
查看更多
查看更多
想象一下，傳送帶上的產(chǎn)品呼嘯而過(guò)，流水線上的機(jī)械臂精確抓取，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片高速旋轉(zhuǎn)——這些場(chǎng)景的核心秘密，在于可靠的速度測(cè)量。光電開(kāi)關(guān)，憑借其非接觸、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)的特性，成為了工程師手中的精密測(cè)速利器。
在自動(dòng)化生產(chǎn)線、傳送帶控制、旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域，精確的速度測(cè)量是實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行、安全保障和質(zhì)量控制的關(guān)鍵。光電開(kāi)關(guān)以其非接觸、高響應(yīng)速度、抗干擾能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)，成為了速度測(cè)量中極其重要的傳感器。
光電開(kāi)關(guān)測(cè)速的核心原理在于利用物體通過(guò)時(shí)光信號(hào)變化產(chǎn)生脈沖。
物體經(jīng)過(guò)光電開(kāi)關(guān)（特別是槽型/對(duì)射式或反射式有效檢測(cè)區(qū)域）時(shí)，會(huì)遮擋或反射光信號(hào)。這個(gè)過(guò)程會(huì)在光電開(kāi)關(guān)的輸出端產(chǎn)生一個(gè)清晰的電信號(hào)脈沖。測(cè)量程序的核心任務(wù)就是精確捕捉這些脈沖信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)。
最核心的速度計(jì)算方法基于物理學(xué)基本公式：速度 (v) = 距離 (d) / 時(shí)間差 (Δt)。這里的d指兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)安裝位置之間的距離，或者利用單個(gè)開(kāi)關(guān)配合特定標(biāo)記（如電機(jī)軸上的反光片、輸送帶上的特定凸起）形成的等效距離。Δt則是兩個(gè)連續(xù)脈沖（兩個(gè)開(kāi)關(guān)相繼觸發(fā)或同一個(gè)開(kāi)關(guān)兩次檢測(cè)到標(biāo)記）之間的時(shí)間間隔。
槽型/對(duì)射式： 發(fā)射器與接收器分離。物體穿過(guò)“光槽”阻斷光束，產(chǎn)生信號(hào)變化。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗環(huán)境光干擾強(qiáng)，適用于精確位置檢測(cè)。
反射式（漫反射）： 發(fā)射器接收器一體。物體將光漫反射回接收器。安裝簡(jiǎn)便，適用于檢測(cè)多樣化的物體，但易受物體表面顏色和環(huán)境光影響。
反射式（回歸反射/反光板式）： 發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)專用反光板，物體阻斷反射光束。檢測(cè)距離較遠(yuǎn)，光路調(diào)節(jié)要求低于對(duì)射式，抗干擾能力優(yōu)于漫反射。
響應(yīng)時(shí)間： 單位通常是微秒 (μs) 甚至納秒 (ns)。響應(yīng)時(shí)間直接影響它們能檢測(cè)到的最小間隔時(shí)間，從而決定了它們能捕捉的最大速度。
檢測(cè)距離： 根據(jù)實(shí)際安裝空間和待測(cè)物的大小選擇合適的檢測(cè)距離。需考慮一定的余量。
輸出類型： NPN或PNP晶體管輸出（開(kāi)關(guān)量信號(hào)），可直接接入控制器（如PLC、單片機(jī)、Arduino）的I/O口。
環(huán)境因素： 考慮粉塵、水汽、溫度、振動(dòng)、強(qiáng)光等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇相應(yīng)防護(hù)等級(jí)（IP等級(jí)）的產(chǎn)品。
精確測(cè)量脈沖間的時(shí)間差 (Δt) 是整個(gè)程序成敗的核心。
micros()）。連續(xù)兩次時(shí)間戳的差值即為Δt。此方法依賴于中斷響應(yīng)速度和中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間。const int photoSensorPin = 2; // 接光電開(kāi)關(guān)輸出（如棕色線OUT）
volatile unsigned long timePrev = 0; // 上一次觸發(fā)時(shí)間（毫秒或微秒）
volatile unsigned long deltaT = 0; // 兩次觸發(fā)時(shí)間差
const float distance = 0.05; // 兩個(gè)開(kāi)關(guān)間距或等效距離（米），如0.05米=5cm
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(photoSensorPin, INPUT);
// 配置中斷：當(dāng)引腳2（INT0）檢測(cè)到信號(hào)上升沿時(shí)，觸發(fā)函數(shù)onSensorTrigger
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(photoSensorPin), onSensorTrigger, RISING);
}
void loop() {
if (deltaT > 0) { // 確保有有效的Δt計(jì)算過(guò)
// 計(jì)算速度：速度 = 距離 / 時(shí)間差 (單位：米/秒)
float speedMperS = distance / (deltaT / 1000000.0); // 若deltaT單位為微秒需轉(zhuǎn)換
// 可選：轉(zhuǎn)換為其他單位，如米/分、公里/小時(shí)等
Serial.print("當(dāng)前速度: ");
Serial.print(speedMperS, 2);
Serial.println(" m/s");
// 重置時(shí)間差，等待下一次有效計(jì)算（謹(jǐn)慎使用，根據(jù)實(shí)際邏輯調(diào)整）
// deltaT = 0;
}
// 主循環(huán)可處理其他任務(wù)...
delay(100); // 防止串口輸出刷屏過(guò)快
}
// 中斷服務(wù)函數(shù)（ISR） - 必須簡(jiǎn)短快速！
void onSensorTrigger() {
unsigned long currentTime = micros(); // 獲取當(dāng)前微秒級(jí)時(shí)間戳
if (timePrev > 0) { // 確保不是第一次觸發(fā)
deltaT = currentTime - timePrev; // 計(jì)算與前次觸發(fā)的時(shí)間差（微秒）
}
timePrev = currentTime; // 更新前次觸發(fā)時(shí)間
}
代碼說(shuō)明關(guān)鍵點(diǎn)：
attachInterrupt)： 指定哪個(gè)引腳（INT0/INT1對(duì)應(yīng)特定引腳）響應(yīng)哪種信號(hào)邊沿（RISING上升沿）以及觸發(fā)哪個(gè)函數(shù)。volatile變量： timePrev和deltaT在中斷服務(wù)函數(shù)中被修改，在主循環(huán)中被讀取。volatile關(guān)鍵字告訴編譯器不要優(yōu)化掉這些變量的讀寫操作，確保數(shù)據(jù)在主程序與中斷間同步的正確性。ISR)： onSensorTrigger必須極其精簡(jiǎn)快速。避免使用delay()、耗時(shí)計(jì)算、或調(diào)用可能被阻塞的函數(shù)（如Serial.print）。理想情況下只做時(shí)間戳讀取、簡(jiǎn)單計(jì)算和變量更新。micros()：返回自Arduino啟動(dòng)以來(lái)的微秒數(shù)（精度≈4微秒）。適用于速度較高、需要微秒級(jí)別精度的場(chǎng)景。millis()：返回毫秒數(shù)。適用于速度較低的場(chǎng)景。速度 = distance / Δt。注意單位一致性（距離單位是米，時(shí)間單位是秒）。loop()) 中輸出計(jì)算結(jié)果，避免在ISR中做耗時(shí)操作。使用串口（Serial) 輸出是常見(jiàn)做法。
咨詢熱線（Tel）：025-66075066
售后電話（Tel）：025-66018619
官方服務(wù)電話
官方售后電話
官方公眾號(hào)
官方客服
