Pochopenie OCT/pulzného výstupu

1. Definícia a základný koncept

Výstup OCT

• Optický väzobný člen, tiež známy ako optoizolátor, je srdcom OCT výstupu. Skladá sa z infračervenej diódy (LED) a fototranzistora. Keď je na vstupnú stranu optického väzobného člena privedený elektrický signál, LED dióda vyžaruje infračervené svetlo. Toto svetlo potom dopadá na fototranzistor na výstupnej strane. Vodivosť fototranzistora sa mení v reakcii na intenzitu dopadajúceho svetla. V kontexte OCT výstupu sa elektrický výstup z fototranzistora používa na prenos informácií. Tento výstup môže mať formu digitálneho signálu, ktorý je buď vysoký, alebo nízky, v závislosti od toho, či LED dióda svieti alebo nie. Použitie optického väzobného člena zabezpečuje elektrickú izoláciu medzi vstupnými a výstupnými obvodmi. Táto izolácia je mimoriadne dôležitá v aplikáciách, kde sa na vstupnej strane môžu vyskytnúť vysoké rozdiely napätia alebo elektrický šum, ktoré by inak mohli rušiť alebo poškodiť citlivú elektroniku na výstupnej strane. Napríklad v systéme distribúcie energie, kde sa monitorujú elektrické signály vysokého napätia, môže OCT výstup bezpečne prenášať informácie o stave alebo...meraniatýchto vysokonapäťových obvodov k nízkonapäťovému riadeniu alebo monitorovaciemu systému bez rizika elektrického rušenia alebo skratov.

Impulzný výstup

• Impulzný výstup sa vzťahuje na generovanie série diskrétnych elektrických impulzov. Impulz je krátkodobá zmena úrovne elektrického signálu, zvyčajne z nízkeho stavu na vysoký stav a potom späť do nízkeho stavu. Charakteristiky týchto impulzov, ako je ich frekvencia (počet impulzov za jednotku času), šírka (trvanie časti impulzu s vysokým stavom) a amplitúda, nesú informáciu. V mnohých meracích zariadeniach, ako sú prietokomery a merače energie, sa merané množstvo premieňa na zodpovedajúci impulzný signál. Napríklad vo vodomere môže každá jednotková objemová jednotka vody prechádzajúca cez merač spôsobiť generovanie jedného elektrického impulzu. Spočítaním počtu týchto impulzov za určitý čas je možné určiť celkový objem prietoku vody. Frekvencia impulzov je priamo úmerná prietoku, pričom vyšší prietok má za následok vyššiu frekvenciu impulzov.

2. Pracovné zásady

Generovanie impulzov na báze OCT

• V niektorých systémoch sa OCT používa na generovanie impulzného výstupu. Napríklad v digitálnom komunikačnom spojení medzi dvoma elektricky izolovanými subsystémami môže mikrokontrolér na vysielacej strane vysielať sériu digitálnych signálov. Tieto signály sa používajú na riadenie LED diódy v optickom väzobnom člene. Keď mikrokontrolér prepína signál medzi vysokým a nízkym stavom, LED dióda sa podľa toho zapína a vypína. Fototranzistor na výstupnej strane potom produkuje zodpovedajúcu sériu impulzov. Elektrická izolácia, ktorú poskytuje OCT, zaisťuje, že akýkoľvek elektrický šum alebo prechodové napätia na vysielacom obvode neovplyvnia prijímací obvod. To je obzvlášť užitočné v prostrediach s veľkým elektromagnetickým rušením, ako sú priemyselné továrne, kde sú v prevádzke veľké motory a iné elektrické zariadenia.

Generovanie impulzov zo senzorov

• V aplikáciách založených na senzoroch je proces generovania impulzného výstupu spojený so snímanou fyzikálnou veličinou. Vezmime si ako príklad magnetický snímač používaný na meranie rýchlosti otáčania hriadeľa. Snímač je navrhnutý tak, aby detekoval prechod magnetických prvkov (ako sú zuby na ozubenom kolese pripevnenom k ​​hriadeľu). Vždy, keď magnetický prvok prejde okolo snímača, vyvolá to zmenu vo výstupe snímača. Táto zmena je potom podmienená a premenená na impulz. Frekvencia týchto impulzov priamo súvisí s rýchlosťou otáčania hriadeľa. Ak sa hriadeľ otáča rýchlejšie, viac magnetických prvkov prejde okolo snímača za jednotku času, čo vedie k vyššej frekvencii impulzov. Tento impulzný výstup je potom možné odoslať do mikrokontroléra alebo iného riadiaceho zariadenia na ďalšie spracovanie, ako je výpočet rýchlosti otáčania a jej zobrazenie na monitore.

3. Aplikácie

Priemyselná automatizácia

• V priemyselných automatizačných systémoch sa OCT/impulzný výstup široko používa. Napríklad v systéme dopravníkových pásov sa môžu na detekciu prítomnosti a pohybu objektov na páse použiť senzory priblíženia s impulzným výstupom. Vždy, keď objekt prejde okolo senzora, vygeneruje sa impulz. Tieto impulzy môže počítať programovateľný logický kontrolér (PLC) na sledovanie počtu prepravovaných položiek. OCT výstup sa používa, keď tieto senzory potrebujú komunikovať s PLC a zároveň zachovať elektrickú izoláciu, čím sa chránia citlivé obvody PLC pred potenciálnym elektrickým šumom alebo napäťovými špičkami v priemyselnom prostredí.

Meranie energie

• V elektromeroch a plynomeroch je impulzný výstup bežnou vlastnosťou. V prípade elektromera sa spotreba energie meria počtom použitých watthodín. Vnútorný obvod elektromera premieňa nameranú elektrickú energiu na sériu impulzov. Čím viac energie sa spotrebuje, tým viac impulzov sa generuje. Tieto impulzy je možné odoslať do záznamníka údajov alebo do systému inteligentnej siete na účely diaľkového monitorovania a fakturácie. Použitie impulzného výstupu zjednodušuje komunikačný proces a umožňuje jednoduchú integráciu s inými...systémy energetického manažmentu.

Prístrojová technika a meranie

• V rôznych meracích prístrojoch, ako sú osciloskopy a frekvenčné počítadlá, sa výstup OCT/impulzov môže použiť na kalibráciu a prenos signálu. Napríklad kalibračný zdroj môže generovať presné impulzné signály so známymi frekvenciami a amplitúdami. Tieto impulzy sa môžu odosielať do kalibrovaného prístroja prostredníctvom rozhrania založeného na OCT, aby sa zabezpečil presný výkon merania. Vo frekvenčnom počítadle sa vstupný signál, ktorým môže byť sled impulzov zo snímača alebo komunikačného spojenia, počíta a analyzuje, aby sa určila frekvencia signálu.