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[導(dǎo)讀]針對存儲測試技術(shù)對測試系統(tǒng)低功耗的要求,研制了微型光電倒置開關(guān)。與光電開關(guān)相似,此種開關(guān)具有低電壓驅(qū)動、低功率損耗、微小體積、抗干擾,其工作時不需要人為接觸操作。在放入式電子測壓器實際測試過程中,時常

針對存儲測試技術(shù)測試系統(tǒng)低功耗的要求,研制了微型光電倒置開關(guān)。與光電開關(guān)相似,此種開關(guān)具有低電壓驅(qū)動、低功率損耗、微小體積、抗干擾,其工作時不需要人為接觸操作。在放入式電子測壓器實際測試過程中,時常出現(xiàn)由于光電倒置開關(guān)不能正常輸出上電信號而使測試系統(tǒng)無法工作的問題,可見光電倒置開關(guān)的可靠性直接決定了電子測壓器的可靠性。為了保證電子測壓器在高溫、高壓、高沖擊的實測環(huán)境中能夠正常上電,設(shè)計了一套開關(guān)可靠性檢測系統(tǒng),為放入式電子測壓器選擇光電倒置開關(guān)提供了支持。

引言

存儲測試系統(tǒng)的上電方式是一個非常重要的環(huán)節(jié)。許多測試都是在保溫一定時間后進行的,而測試裝置都是在保溫前放到被測物體中,這就要求在保溫過程中使測試裝置的功耗降到最低,倒置開關(guān)的作用就是在物體保溫的過程中測試系統(tǒng)不工作,而在測試前通過倒置開關(guān)使測試系統(tǒng)上電工作,從而達到低功耗,使測試系統(tǒng)在工作時能正常運行。

倒置開關(guān)是存儲測試系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,它的可靠性決定了存儲測試系統(tǒng)的可靠性,直接關(guān)系整個實驗的成敗。

本文研究了一種光電倒置開關(guān),并設(shè)計一套完整的可靠性檢測系統(tǒng),有效分析了光電倒置開關(guān)的可靠性。

1 光電倒置開關(guān)

1.1 光電倒置開關(guān)的組成

光電倒置開關(guān)是由一個發(fā)射管和一個接收管安裝固定在同一個對光基線的殼體上,在殼體的內(nèi)腔中裝有小鋼球,外部由電路模塊做出響應(yīng),這3 部分被封裝在同一個小體積的機械筒體內(nèi)。光電倒置開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。


圖1 光電倒置開關(guān)結(jié)構(gòu)圖

紅外發(fā)光二極管具有能耗小,響應(yīng)速度快,抗干擾能力、可靠耐用等優(yōu)點。紅外發(fā)光二極管作為發(fā)射器把電信號轉(zhuǎn)換為紅外光信號,光敏三極管作為接收器,接收紅外光信號再將紅外光信號轉(zhuǎn)換為電信號。在本微型開光設(shè)計過程中選用與紅外發(fā)光二極管配套的光敏三極管。

1.2 光電倒置開關(guān)的工作過程

當光電倒置開關(guān)接通電源后,發(fā)射二極管開始發(fā)出紅外線,當小鋼球沒有擋住發(fā)射管的光線,接收三極管接受到光,輸出有效信號。此信號通過電路轉(zhuǎn)換部分將電平拉高,從而使開關(guān)導(dǎo)通;隨著倒置過程的開始,小鋼球跌落,擋住發(fā)射二極管的光線,接收三極管接收不到光,從而開關(guān)斷開。

1.3 光電倒置開關(guān)的波形理論

機械殼體對于光電倒置開關(guān)來說是最為重要的部分,殼體的內(nèi)腔具有兩個錐度腔,根據(jù)機械殼體的結(jié)構(gòu),光電倒置開關(guān)倒置一周(旋轉(zhuǎn)360°)的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換情況如圖2 所示。

圖2 中心線旋轉(zhuǎn)一周開關(guān)狀態(tài)的角度圖

根據(jù)上述,可以得出在光電倒置開關(guān)工作一個周期的波形圖。波形示意圖如圖3 所示。從光電倒置開關(guān)工作的理論波形圖可以看出,一個開關(guān)工作一個周期(旋轉(zhuǎn)倒置360°)的理想占空比是251.5/360,這就是光電倒置開關(guān)檢測系統(tǒng)的測試信號的特性,也為驗證檢測系統(tǒng)的準確性提供了依據(jù)。


圖3 光電倒置開關(guān)工作一個周期的波形圖

2 光電倒置開關(guān)檢測系統(tǒng)設(shè)計

2.1 檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

光電倒置開關(guān)的檢測系統(tǒng)是由小功率調(diào)速電機、固定光電倒置開關(guān)和電路模塊的轉(zhuǎn)筒以及電路模塊所組成的。圖4 是檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖,該圖表明了各部分之間的關(guān)系。

圖4 檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖

當系統(tǒng)裝配好后,接上電源進入低功耗態(tài);在小功率電機的旋轉(zhuǎn)過程中,當檢測系統(tǒng)的光敏三極管感應(yīng)到發(fā)光二極管發(fā)出的光時,檢測系統(tǒng)被觸發(fā),系統(tǒng)開始循環(huán)采樣并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果存儲到外部Flash中;當Flash 內(nèi)的數(shù)據(jù)達到設(shè)計的存儲容量時,系統(tǒng)停止采樣檢測系統(tǒng)進入等待讀出態(tài)。

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