0 引言

　　隨著現代社會工業化程度的高度發展，高速智能化生產問題亟待解決。為此，本文介紹了一種光電傳感器在自動化生產線上的應用技術。該技術是一種高速在線測控技術，它以光電倍增管為基本器件，體積小，系統中的傳感器結構簡單，并具有精度高、反應快，非接觸等優點。由于該系統采用全硬件結構，因而避免了軟硬件的接口及復雜的編程過程。

　　1 系統總體結構

　　當待測物體經過器件時，其產生的微弱光將進入光電倍增管陰極，從而在陽極產生一串電脈沖信號，由此即可檢測有無待測物體通過，然后由計數器記錄其檢測數目n，再與預設數量m相比較。若n<m，則繼續檢測，一旦n=m，則啟動單穩態觸發器555動作，并阻止物體通過。之后，在延時后重新啟動傳動裝置進行檢測。其系統總體設計框圖如圖1所示。

　　2 系統硬件電路設計

　　2.1 光電倍增管傳感電路

　　圖2所示是光電倍增管的傳感電路。由圖可見，當光照射到光陰極時，光陰極將向真空中激發出光電子。這些光電子將按聚焦極電場進入倍增系統，同時在加速后再次打到打拿極上并產生能量更大、數量更多的光電子，這樣，經過多個打拿極的反復放大，最后在陽極產生電脈沖信號。該信號經前置放大器放大，再經比較器去除噪聲信號，最后由分頻器轉換為一次高電平輸出，從而完成一次計數過程。

　　圖3給出了光電倍增管的測量電路設計方案。其光電倍增管的陽極輸出示意圖如圖4所示，該輸出為很小的電流信號，且混雜有暗電流、宇宙線等干擾信號(介于LLD和ULD之間的為檢測到的有用信號)。因此，圖3電路通過逐級放大，并用一個負載電阻來完成電流／電壓的轉換，同時設置信號比較電路來對有用信號進行區分(該電路使用遲滯比較器)，從而得到一串合適的脈沖信號。其中遲滯比較器的作用如圖5所示。而使用分頻器(經多級計數器串聯分頻)的目的是將方波轉換為高電平輸出。

　　2.2 計數器及LED顯示電路

　　用兩片4位二進制加法計數器74161并采用同步級聯方式構成的8位二進制同步加法計數器的模為16×16=256。圖6是由兩片74161級聯構成的計數電路。這樣，當分頻器每產生一個高電平脈沖到計數器的CP端口時，74161的輸出就加1。其八位輸出端可作兩路輸出，一路接LED顯示器(七段顯示譯碼器7448)。一路接ADC0808輸出模擬電壓信號。