1、測(cè)量罐裝液體數(shù)量的自動(dòng)檢測(cè)裝置1設(shè)計(jì)思路在灌裝生產(chǎn)線上，從灌裝機(jī)出來的成品瓶是“排著隊(duì)“立在傳送帶上的，并由傳送帶移動(dòng)到包裝 處。要量測(cè)傳送帶不斷移動(dòng)的玻璃瓶數(shù)，只要在靠近傳送帶邊緣的外面選一個(gè)統(tǒng)計(jì) 點(diǎn)，過一個(gè)瓶，產(chǎn)生 一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，使計(jì)數(shù)器作加1計(jì)數(shù)。由于玻璃瓶在傳送帶上的位置有隨機(jī)性，因此靠接觸式傳感器產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)比較困難。比較方便的方法是采用光電轉(zhuǎn)換。在傳送帶兩側(cè) 外面分別設(shè)置發(fā)光電路和光電轉(zhuǎn)換，當(dāng)瓶子移過發(fā)光器件和光接收器件間的光束時(shí)，由于瓶子的檔光作 用，使接收到的光強(qiáng)發(fā)生變化，從而使光電轉(zhuǎn)換電路輸出一個(gè)電壓變 化量厶U。檢測(cè)點(diǎn)每過一個(gè)瓶子， 就會(huì)產(chǎn)生一次，把這個(gè)電壓變化量放大、整形

2、，就能形成計(jì)數(shù)脈沖，把脈沖通過驅(qū)動(dòng)器接入LED燈可顯示計(jì)數(shù)。因工程上啤酒24瓶每箱，可在LED之前加24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每24瓶清零一次，繼續(xù)計(jì)數(shù)，以保證工程上的應(yīng)用和盡可能的用更 少的驅(qū)動(dòng)和LED燈2.方案設(shè)計(jì)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器LED燈 顯 示總體原理圖，如圖1所示放 大 電 路圖1總體原理圖本系統(tǒng)采用對(duì)射式光電傳感器，通過流水線上瓶子的遮光來轉(zhuǎn)化為電壓的變化，對(duì)傳感 器輸出電壓 進(jìn)行放大，通過濾波電路進(jìn)行整合，以此來消除噪聲抖動(dòng)等造成的誤差，通過滯回比較器把輸入的模擬 信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，作為計(jì)數(shù)器的脈沖。為了實(shí)現(xiàn)手控啟動(dòng)后從0開始由LED數(shù)碼管顯示其動(dòng)態(tài)值在計(jì)數(shù)器清零端加一開關(guān)，手動(dòng)啟動(dòng)產(chǎn)生低

3、電平清零后回復(fù)高電平，使 滯回比較器輸出信號(hào)作為脈沖，使計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，并連接LED燈顯示動(dòng)態(tài)值。3.單元電路設(shè)計(jì)3. 1傳感器由于測(cè)流水線上的成品數(shù)，可以在流水線兩側(cè)分別接發(fā)光和接收光的裝置，因此選用對(duì)射式傳感 器。考慮傳輸距離選用經(jīng)過調(diào)制的發(fā)光二極管的光，不僅成本低，安全性好，而且有激光的定向，高光 的效果。而接收器選用光敏三極管，將從發(fā)射極接收的調(diào)制光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。其電路圖如圖2所示圖2對(duì)射式光電傳感器1313Ik3. 2放大器由于傳感器輸出信號(hào)較小，為了便于信號(hào)在電路中的傳輸，避免其在傳輸過程中的衰減，需要在傳感器后加入信號(hào)放大器，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，我選用普通運(yùn)放LF353加反饋通道實(shí)現(xiàn)信

4、號(hào)放大功能，其工作電路簡(jiǎn)單，便于以后信號(hào)的整合。其放大電路圖如圖圖3信號(hào)放大電路33濾波電路由于傳感器及放大電路所輸出的的信號(hào)存在干擾，需要通過濾波電路進(jìn)行濾波，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整合，以避免瓶子抖動(dòng)造成的重復(fù)計(jì)數(shù)，保證系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的正確性，因此采用以下濾波電路，實(shí)現(xiàn)放大信號(hào)干擾的濾除。如圖4o111 毛訕 1114411111114441111411-kwvp- Ui j圖4濾波電路34滯回比較器為了方便計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)需，要模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，作為脈沖計(jì)入時(shí)鐘，因此采用滯回比較器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，本設(shè)計(jì)釆用電壓比較器LM339的輸出端引入一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，即可實(shí)現(xiàn)滯回比較的功能，目的

5、是消除信號(hào)的擾動(dòng)。滯回比較電路原理如圖5 所示。圖5滯回比較器電路3.5Z1十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐情況，很多啤酒飲料等液體制品都是24瓶一箱，因此選用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)到24再重置到0繼續(xù)計(jì)數(shù)。24進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以選用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù) 芯片74LS160級(jí)3. 6七位LED顯示管譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài),并且為保證數(shù) 碼管正常工 作提供足夠的工作電流。常用的7段譯碼驅(qū)動(dòng)器屬TTL型的有74LS47 74LS48等，CMO型的有CD4055液 晶顯示驅(qū)動(dòng)器等。74LS47為低電平有效，用于驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極的LED顯示 器，因?yàn)?4LS47為集電極開路 (0C輸出結(jié)構(gòu)，工作時(shí)必須外接集電極電阻。74LS48為高電平有效，用于驅(qū)動(dòng)共陰極的LED顯示器，其內(nèi)部電路的輸出級(jí)有集電極電阻，使用時(shí)可直 接接顯示 器。本設(shè)計(jì)選擇74LS48作為譯碼驅(qū)動(dòng)器，圖7為L(zhǎng)ED顯示電路。8&On二202；U?Q圖7 LED顯示電路37整體電路見最后附protel圖4小結(jié)：通過儀器電路的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)光電傳感器的工作原理有了非常系統(tǒng)，直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)了滯回比較器的工作原理及其應(yīng)用，熟悉了