光電傳感器的電磁兼容設計

引　言

　　廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的光電傳感器,一般是開(kāi)關(guān)型的,被稱(chēng)為光電開(kāi)關(guān)。光電傳感器由投光器、受光器、集成電路、輸出電路等組成,屬弱電檢測傳感器。它容易受到強電設備的電磁干擾。它工作時(shí),引起電磁輻射,形成電磁干擾。當動(dòng)作頻率較高、多個(gè)傳感器相距較近時(shí),儀器儀表、總線(xiàn)系統、計算機等弱電設備會(huì )受到強烈的干擾,傳感器本身也會(huì )受到強烈的干擾,此時(shí)電磁兼容問(wèn)題顯得更突出。電磁兼容設計的目的,一是使傳感器本身在電磁環(huán)境中能正常工作,避免出現誤動(dòng)作,二是避免傳感器成為電磁干擾源。

1　光干擾的抑制

　　光電傳感器以光為媒介進(jìn)行無(wú)接觸檢測。光是一種頻率很高的電磁波[1 ] 。光干擾也算是一種電磁干擾,光干擾是傳感器誤動(dòng)作的主要因素之一。環(huán)境光、背景光和周?chē)渌怆妭鞲衅靼l(fā)出的光是光干擾源。以紅外線(xiàn)為媒介進(jìn)行檢測則可減小可見(jiàn)光的影響,紅外光也不影響可見(jiàn)光。紅外線(xiàn)光電傳感器可用濾光鏡濾去可見(jiàn)光。對于周?chē)h(huán)境其它光電傳感器的光干擾, 可用外殼、套筒、夾縫來(lái)抑制[2 ] 。圖1 是一種受光器結構圖。

　　投光器外殼結構設計得當,可使發(fā)出的光成為規則光束,而非散射狀,使用時(shí)又安裝得當,則投光器難成為光干擾源。傳感器設計時(shí),采用偏振光及高頻調制的脈沖光,采用同步檢波方式,都有利于抑制光干擾。
　　
2　電路板電磁兼容

　　光電傳感器通過(guò)高頻調制產(chǎn)生高頻電信號。在高頻下,一根導線(xiàn)等效為一個(gè)電感。因此,須盡可能縮短傳感器內高頻線(xiàn)的長(cháng)度。印制板跡線(xiàn)設計時(shí)要考慮盡可能減小電磁輻射。跡線(xiàn)輻射比集成電路輻射要強。跡線(xiàn)如構成如圖2 所示的大小相等、方向相反的電流環(huán)路,則會(huì )向空間輻射磁場(chǎng),也會(huì )接受空間的磁場(chǎng)。