Razumijevanje OCT/pulsnog izlaza

1. Definicija i osnovni koncept

OCT izlaz

• Optički spojnik, također poznat kao optoizolator, srž je OCT izlaza. Sastoji se od infracrvene svjetleće diode (LED) i fototranzistora. Kada se električni signal primijeni na ulaznu stranu optičkog spojnika, LED emitira infracrveno svjetlo. To svjetlo zatim udara u fototranzistor na izlaznoj strani. Provodljivost fototranzistora mijenja se kao odgovor na intenzitet upadne svjetlosti. U kontekstu OCT izlaza, električni izlaz iz fototranzistora koristi se za prijenos informacija. Ovaj izlaz može biti u obliku digitalnog signala, koji je visok ili nizak, ovisno o tome je li LED osvijetljen ili ne. Korištenje optičkog spojnika osigurava električnu izolaciju između ulaznih i izlaznih krugova. Ova izolacija je izuzetno važna u primjenama gdje mogu postojati visoke naponske razlike ili električni šum na ulaznoj strani koji bi inače mogli ometati ili oštetiti osjetljivu elektroniku na izlaznoj strani. Na primjer, u sustavu distribucije energije, gdje se prate visokonaponski električni signali, OCT izlaz može sigurno prenositi informacije o statusu ili...mjerenjaovih visokonaponskih krugova na niskonaponski sustav upravljanja ili nadzora bez rizika od električnih smetnji ili kratkih spojeva.

Pulsni izlaz

• Izlazni impuls odnosi se na generiranje niza diskretnih električnih impulsa. Impuls je kratkotrajna promjena razine električnog signala, obično iz niskog u visoko stanje, a zatim natrag u nisko stanje. Karakteristike tih impulsa, kao što su njihova frekvencija (broj impulsa po jedinici vremena), širina (trajanje dijela impulsa s visokim stanjem) i amplituda, nose informacije. U mnogim mjernim uređajima, kao što su mjerači protoka i mjerači energije, količina koja se mjeri pretvara se u odgovarajući impulsni signal. Na primjer, u mjeraču protoka vode, svaka jedinica volumena vode koja prolazi kroz mjerač može uzrokovati generiranje jednog električnog impulsa. Brojanjem broja tih impulsa tijekom određenog razdoblja može se odrediti ukupni volumen protoka vode. Frekvencija impulsa izravno je proporcionalna protoku, pri čemu veći protok rezultira većom frekvencijom impulsa.

2. Radna načela

Generiranje impulsa temeljeno na OCT-u

• U nekim sustavima, OCT se koristi za generiranje impulsnog izlaza. Na primjer, u digitalnoj komunikacijskoj vezi između dva električno izolirana podsustava, mikrokontroler na strani odašiljača može poslati niz digitalnih signala. Ti se signali koriste za pokretanje LED diode u optičkom spojniku. Kako mikrokontroler prebacuje signal između visokog i niskog stanja, LED dioda se pali i gasi u skladu s tim. Fototranzistor na izlaznoj strani zatim proizvodi odgovarajući niz impulsa. Električna izolacija koju osigurava OCT osigurava da bilo kakav električni šum ili naponski prijelazni procesi na strujnom krugu na strani odašiljača ne utječu na strujni krug na strani prijema. To je posebno korisno u okruženjima s puno elektromagnetskih smetnji, kao što su industrijske tvornice u kojima rade veliki motori i druga električna oprema.

Generiranje impulsa iz senzora

• U primjenama temeljenim na senzorima, proces generiranja impulsnog izlaza povezan je s fizičkom veličinom koja se mjeri. Uzmimo za primjer magnetski senzor koji se koristi za mjerenje brzine vrtnje osovine. Senzor je dizajniran za detekciju prolaska magnetskih elemenata (poput zubaca na zupčaniku pričvršćenom na osovinu). Svaki put kada magnetski element prođe pored senzora, on inducira promjenu u izlazu senzora. Ta se promjena zatim uvjetuje i oblikuje u impuls. Frekvencija tih impulsa izravno je povezana s brzinom vrtnje osovine. Ako se osovina okreće brže, više magnetskih elemenata prolazi pored senzora po jedinici vremena, što rezultira većom frekvencijom impulsa. Ovaj impulsni izlaz zatim se može poslati mikrokontroleru ili drugom upravljačkom uređaju za daljnju obradu, kao što je izračunavanje brzine vrtnje i prikaz na monitoru.

3. Primjene

Industrijska automatizacija

• U industrijskim automatizacijskim sustavima, OCT/impulsni izlaz se široko koristi. Na primjer, u sustavu transportne trake, senzori blizine s impulsnim izlazom mogu se koristiti za detekciju prisutnosti i kretanja objekata na traci. Svaki put kada objekt prođe pored senzora, generira se impuls. Ove impulse može brojati programabilni logički kontroler (PLC) kako bi se pratio broj predmeta koji se prevoze. OCT izlaz se koristi kada ovi senzori trebaju komunicirati s PLC-om uz održavanje električne izolacije, štiteći osjetljive PLC sklopove od potencijalne električne buke ili naponskih skokova u industrijskom okruženju.

Mjerenje energije

• Kod brojila električne energije i plina, impulsni izlaz je uobičajena značajka. Kod brojila električne energije, potrošnja energije mjeri se u smislu broja potrošenih vat-sati. Unutarnji sklop brojila pretvara izmjerenu električnu energiju u niz impulsa. Što se više energije troši, to se više impulsa generira. Ti se impulsi mogu poslati u uređaj za prikupljanje podataka ili pametni mrežni sustav za daljinsko praćenje i naplatu. Korištenje impulsnog izlaza pojednostavljuje komunikacijski proces i omogućuje jednostavnu integraciju s drugima.sustavi za upravljanje energijom.

Instrumentacija i mjerenje

• U raznim mjernim instrumentima, kao što su osciloskopi i frekvencijski brojači, OCT/impulsni izlaz može se koristiti za kalibraciju i prijenos signala. Na primjer, kalibracijski izvor može generirati precizne impulsne signale s poznatim frekvencijama i amplitudama. Ti se impulsi mogu poslati instrumentu koji se kalibrira putem OCT sučelja kako bi se osigurale točne mjerne performanse. U frekvencijskom brojaču, ulazni signal, koji može biti niz impulsa sa senzora ili komunikacijske veze, broji se i analizira kako bi se odredila frekvencija signala.