Измерваме позицията на обекта с помощта на инфрачервени сензори: IR устройства от Honeywell S&C

Андрей Самоделов (Москва), Сергей Шемякин (КОМПЕЛ)

Отделът Sensing and Control (S&C) на Honeywell, световен лидер в производството на сензори, произвежда широка гама от различни инструменти за космически, индустриални, медицински и транспортни приложения.

Honeywell S&C предлага широка гама от решения, които се различават по електрически параметри, специална маркировка, методи за свързване и свързване, наличие или отсъствие на вградени интегрални схеми (IC), според видовете пакети (някои от тези пакети са уникални инженерни решения в самите те), но като цяло всички инфрачервени устройства, произведени от Honeywell S&C, използвани за определяне на позицията на обект, могат да бъдат комбинирани в следните семейства:

  • IR излъчватели (IR светодиоди)
  • IR приемници- устройства, състоящи се само от един от най-простите елементи, IR фотодиоди и IR фототранзистори (Дарлингтън или единични), и интегрирани, които също включват спусък на Schmitt с усилвател и изходен транзисторен каскад.
  • IR сензори- трансмисивни и отразяващи оптрони
  • IR енкодери- устройства, макар и създадени на базата на IR сензори, но вече излъчващи сигнали на изхода, въз основа на които е възможно да се извърши най-простият анализ на движението на проследявания обект (скоростта и посоката на линейното движение, или измерват се ъгълът на въртене). IR кодерът може да включва вграден излъчвател или да се състои само от един сензор (в този случай се предполага, че ще се използва външен излъчвател).

Най-често използваните излъчватели са галиев арсенид (GaAs) и алуминиево-галиев арсенид (AlGaAs) IR светодиоди. Те се различават по дължина на вълната, която отчита максималните спектрални характеристики (съответно 935 и 880 nm), и като приемници - силициеви фотодиоди или NPN фототранзистори, както единични, така и композитни. Трябва да се отбележи, че светодиодите AlGaAs имат мощност на излъчване около 70% по-висока от светодиодите GaAs при същия преден ток.

Тъй като е невъзможно да се разкаже в една статия за всички сензори, излъчватели и приемници от всички видове, произведени в момента от Honeywell S&C, ние избрахме само няколко конкретни имена от всеки тип от тези, които вече са най-известни на руските разработчици. Обърнете внимание също, че тези имена, които сме избрали в живота, съществуват, като правило, в няколко „облика“. С други думи, в истинските пълни фабрични имена, които клиентът ще срещне, към техните имена се добавят няколко номера (например -001, -002 и т.н.), характеризиращи незначителни дизайнерски разлики. Но това са подробностите, които могат да се видят в съответните таблици с данни [1] и в тази рецензионна статия решихме да не се фокусираме върху този факт, с изключение на няколко елемента. Сега нека разгледаме горните класове устройства по ред.

IR излъчватели

Инфрачервените излъчватели на Honeywell S&C (Фигура 1) са изградени, както беше споменато по-горе, на основата на светодиоди и се предлагат в три вида корпуси: метални, пластмасови и керамични. Металните излъчватели имат стъклена леща, която осигурява отлични оптични свойства. Самият метален корпус позволява голямо разсейване на мощността и осигурява широк температурен диапазон. Цялата конструкция от стъкло към метал придава устойчивост на влага и разтворители. Поради най-високото качество на изработка, излъчвателите в метален корпус се използват в отбранителната, космическата и медицинската индустрия. Диапазонът на работните температури на радиаторите в метален корпус е -55 ... 125 ° C. Пластмасовите IR излъчватели са предназначени за монтаж на отвори на печатни платки, докато керамичните IR излъчватели са за повърхностен монтаж.

Фигура: един. IR излъчвател SEP8706-002 в пластмасов корпус

Инфрачервените излъчватели в пластмасов корпус (виж таблица 1) се използват широко в индустриалните решения. Те могат като металните да имат купол на лещата (за фокусиране на лъчението) или плосък прозорец (за получаване на широк радиационен модел). Пластмасовият или керамичен корпус осигурява добра устойчивост на корозия, което позволява тези излъчватели да се използват в корозивна среда. Работният температурен диапазон на излъчвателите в пластмасов корпус е по-тесен от този на металните. Той е -40 ... 85 ° C. Въпреки факта, че емитерите в пластмасови и керамични кутии имат по-малка мощност, поради ниската си цена, те са по-търсени сред разработчиците, отколкото емитери в метален корпус, ако няма строги изисквания за температурни условия.

маса 1. Типични параметри за инфрачервени излъчватели в пластмасов или керамичен корпус