Razumijevanje OCT/pulsnog izlaza

1. Definicija i osnovni koncept

OCT izlaz

• Optički spojnik, također poznat kao optoizolator, je srž OCT izlaza. Sastoji se od infracrvene svjetleće diode (LED) i fototranzistora. Kada se električni signal primijeni na ulaznu stranu optičkog spojnika, LED emituje infracrvenu svjetlost. Ova svjetlost zatim udara u fototranzistor na izlaznoj strani. Provodljivost fototranzistora se mijenja u skladu s intenzitetom upadne svjetlosti. U kontekstu OCT izlaza, električni izlaz iz fototranzistora se koristi za prenošenje informacija. Ovaj izlaz može biti u obliku digitalnog signala, koji je ili visok ili nizak, ovisno o tome da li LED svijetli ili ne. Upotreba optičkog spojnika osigurava električnu izolaciju između ulaznih i izlaznih kola. Ova izolacija je izuzetno važna u primjenama gdje mogu postojati visoke razlike u naponu ili električni šum na ulaznoj strani koji bi inače mogli ometati ili oštetiti osjetljivu elektroniku na izlaznoj strani. Na primjer, u sistemu distribucije električne energije, gdje se prate visokonaponski električni signali, OCT izlaz može sigurno prenositi informacije o statusu ili...mjerenjaovih visokonaponskih kola na niskonaponski sistem za upravljanje ili nadzor bez rizika od električnih smetnji ili kratkih spojeva.

Impulsni izlaz

• Impulsni izlaz odnosi se na generiranje niza diskretnih električnih impulsa. Impuls je kratkotrajna promjena nivoa električnog signala, obično iz niskog u visoko stanje, a zatim nazad u nisko stanje. Karakteristike ovih impulsa, kao što su njihova frekvencija (broj impulsa po jedinici vremena), širina (trajanje dijela impulsa u visokom stanju) 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 zapremine vode koja prolazi kroz mjerač može uzrokovati generiranje jednog električnog impulsa. Brojanjem broja ovih impulsa tokom određenog perioda može se odrediti ukupna zapremina protoka vode. Frekvencija impulsa je direktno proporcionalna brzini protoka, pri čemu veća brzina protoka rezultira većom frekvencijom impulsa.

2. Principi rada

Generisanje impulsa na bazi OCT-a

• U nekim sistemima, OCT se koristi za generiranje impulsnog izlaza. Na primjer, u digitalnoj komunikacijskoj vezi između dva električno izolirana podsistema, mikrokontroler na strani slanja može poslati niz digitalnih signala. Ovi signali se 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 pruža OCT osigurava da bilo kakav električni šum ili naponski prijelazni procesi na kolu na strani slanja ne utiču na kolo na strani prijema. Ovo je posebno korisno u okruženjima s puno elektromagnetnih smetnji, kao što su industrijske fabrike gdje rade veliki motori i druga električna oprema.

Generisanje impulsa iz senzora

• U primjenama zasnovanim 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 rotacije osovine. Senzor je dizajniran za detekciju prolaska magnetskih elemenata (kao što su zubi na zupčaniku pričvršćenom na osovinu). Svaki put kada magnetski element prođe pored senzora, on inducira promjenu u izlazu senzora. Ova promjena se zatim uvjetuje i oblikuje u impuls. Frekvencija ovih impulsa direktno je povezana s brzinom rotacije osovine. Ako se osovina okreće brže, više magnetskih elemenata prolazi pored senzora po jedinici vremena, što rezultira većom frekvencijom impulsa. Ovaj impulsni izlaz se zatim može poslati mikrokontroleru ili drugom upravljačkom uređaju na daljnju obradu, kao što je izračunavanje brzine rotacije i prikazivanje na monitoru.

3. Primjene

Industrijska automatizacija

• U industrijskim automatizacijskim sistemima, OCT/impulsni izlaz se široko koristi. Na primjer, u sistemu transportne trake, senzori blizine sa impulsnim izlazom mogu se koristiti za detekciju prisustva i kretanja objekata na traci. Svaki put kada objekat prođe pored senzora, generiše se impuls. Ove impulse može brojati programabilni logički kontroler (PLC) kako bi se pratio broj artikala koji se transportuju. OCT izlaz se koristi kada ovi senzori trebaju komunicirati sa PLC-om, a istovremeno održavati električnu izolaciju, štiteći osjetljiva PLC kola od potencijalne električne buke ili naponskih skokova u industrijskom okruženju.

Mjerenje energije

• Kod brojila električne energije i plina, impulsni izlaz je uobičajena karakteristika. Kod brojila električne energije, potrošnja energije se mjeri u smislu broja utrošenih vat-sati. Unutrašnje kolo brojila pretvara izmjerenu električnu energiju u niz impulsa. Što se više energije troši, to se više impulsa generira. Ovi impulsi se mogu poslati u uređaj za bilježenje podataka ili u sistem pametne mreže za daljinsko praćenje i naplatu. Korištenje impulsnog izlaza pojednostavljuje proces komunikacije i omogućava jednostavnu integraciju s drugim...sistemi za upravljanje energijom.

Instrumentacija i mjerenje

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