專利名稱：雙孔光電門(mén)的制作方法
雙孔光電門(mén)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，它是一種感知運(yùn)動(dòng)物體速度的光電門(mén)。背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試運(yùn)動(dòng)物體的光電門(mén)上只有一個(gè)紅外線發(fā)射和紅外線接收的對(duì)孔，稱之為“單孔光電門(mén)”。它的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是這樣的:如把小球作為測(cè)量的對(duì)象時(shí)，需要測(cè)量I個(gè)小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，從而求出小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度。使用傳統(tǒng)的單孔光電門(mén)來(lái)測(cè)量時(shí)，必須確定小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光寬度，由于被測(cè)物體的形狀大小和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)軌跡決定擋光寬度，所以，這個(gè)被測(cè)物體的擋光寬度是很難確定的。如果沒(méi)有專業(yè)的輔助設(shè)備，很難保證被測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體每次通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光寬度是一致的。因而，存在測(cè)量精度不夠高的缺點(diǎn)。當(dāng)被測(cè)物體的形狀差異很大時(shí)，如對(duì)于測(cè)量一個(gè)小鋼球與測(cè)量一本書(shū)本從空中掉下經(jīng)過(guò)某個(gè)高度位置時(shí)的瞬時(shí)速度時(shí)，這種單孔光電門(mén)測(cè)量就有點(diǎn)勝任不了，它難以保證測(cè)量的精度。本發(fā)明的目的是為了解決這一技術(shù)上的難點(diǎn)，本發(fā)明推出一種“雙孔光電門(mén)”的新技術(shù)方案。其目的在于提高光電門(mén)對(duì)測(cè)量形狀差異較大的物體的瞬時(shí)速度的測(cè)量精度。使用單孔光電門(mén)來(lái)測(cè)量書(shū)本落下時(shí)的瞬時(shí)速度時(shí)，由于書(shū)本長(zhǎng)度和寬度的尺寸過(guò)長(zhǎng)，測(cè)量瞬時(shí)速度時(shí)擋光寬度的情況顯得復(fù)雜，因此就需要使用到兩個(gè)傳統(tǒng)的單孔光電門(mén)，利用書(shū)本通過(guò)兩個(gè)單孔光電門(mén)之間的時(shí)間及兩個(gè)單孔光電門(mén)之間的距離，從而求出瞬時(shí)速度。而使用本發(fā)明的雙孔光電門(mén)時(shí)，僅使用一個(gè)雙孔光電門(mén)即可。只要書(shū)本正常通過(guò)了一個(gè)雙孔光電門(mén)，光電門(mén)就測(cè)得了時(shí)間，用兩個(gè)光電門(mén)之間的孔距(它們被定為Icm)除上時(shí)間，就可以得到瞬時(shí)速度。這樣的測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的方法簡(jiǎn)單直觀，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容I, 一種傳感運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的雙孔光電門(mén)，它包含有紅外光發(fā)射兀件和紅外光接收兀件，其特征是:其構(gòu)成分為機(jī)械部分和電子電路部分這兩大部分，其機(jī)械部分包含 有:“Π ”形的中空殼體,它由主體面殼和主體底殼合攏構(gòu)成,在“Π ”形的中空殼體的兩腳上分別布置有兩個(gè)紅外光發(fā)射管和兩個(gè)紅外光接收管，在其一個(gè)腳上布置有兩個(gè)紅外光發(fā)射管，它們之間保持一定的距離；在其另一個(gè)腳上相對(duì)應(yīng)地布置有兩個(gè)紅外光接收管，它們之間也保持相同的間隔距離。第一紅外光發(fā)射管和第二紅外光發(fā)射管被布置在同一個(gè)腳的腳端；第一紅外光接收管和第二紅外光接收管被布置在相對(duì)的另一只腳的腳端上。在中空殼體的內(nèi)腔里有數(shù)據(jù)處理電路板、紅外光接收電路板、紅外光發(fā)射電路板。在其中空殼體的主體面殼和/或主體底殼上設(shè)有用于與傳感器或者與計(jì)算機(jī)連接傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)雙層USB接口，還有一個(gè)顯示傳感器工作狀態(tài)的發(fā)光二級(jí)管。其電子電路部分包含有:①紅外光發(fā)射電路，②紅外光接收電路,③數(shù)據(jù)處理電路。在①紅外光發(fā)射電路板上有兩個(gè)紅外光發(fā)射管；在②紅外光接收電路板上有兩個(gè)紅外光接收管。在③數(shù)據(jù)處理電路板中包含有紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包含有信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路，包含有信號(hào)指示燈電路。各電路之間有用于電氣溝通的電氣連接件。
2，在所述的第一紅外光發(fā)射管和第二紅外光發(fā)射管之間的距離是I厘米，第一紅外光接收管和第二紅外光接收管之間的距離也是I厘米。3，所述的電子電路被分別布置在三塊PCB板子上面，在“Π”形的中空殼體上紅外光發(fā)射管電路板和紅外光接收管電路板它們分別布置在中空殼體兩個(gè)相對(duì)的腳端上，而數(shù)據(jù)處理電路板則被布置在中空殼體的中間橫梁上，各個(gè)電路板之間有使其在電路上相互溝通形成通路的電氣連接件，它們是各種J接口。4，所述的紅外光發(fā)射電路包含有作為電氣連接件的接口 J2、J5、和紅外光發(fā)光二極管D1、D5。5，所述的紅外光接收電路包含有作為電氣連接件的接口 Jl和紅外光接收管Q1、Q606，所述的數(shù)據(jù)處理電路板包含有紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)指示燈電路，還包含有作為電氣連接件的接口 J3、J6、J7，和一個(gè)雙層的USB接口 J4。7，所述的雙層的USB接口 J4是連接光電門(mén)傳感器為其提供電源和接地的接口。8，所述的雙層的USB接口 J4是在多個(gè)光電門(mén)同時(shí)使用時(shí)用以級(jí)聯(lián)下一個(gè)光電門(mén)的接口。9，所述的中空殼體的主體面殼或主體底殼上設(shè)有用于與外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接的兩個(gè)螺接孔。10，所述的指示物體通過(guò)的工作狀態(tài)指示燈LED被安裝在中空殼體的橫梁上。11，所述的紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包含有一個(gè)三極管和一個(gè)電壓比較器芯片，來(lái)源于紅外光接收三極管的傳感信號(hào)從三極管的基極進(jìn)入，而從電壓比較器前方的引腳輸出。12，所述的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成包含有一個(gè)三極管和電阻，三極管的基極與輸入傳感信號(hào)相連，而輸入傳感信號(hào)是紅外光接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電壓比較器的輸出信號(hào)。13，所述的信號(hào)指示燈電路它包含有一個(gè)三極管Q2，它的基極通過(guò)電阻與傳感輸出信號(hào)相連，它的集電極通過(guò)電阻與發(fā)光二級(jí)管LED相連，它的發(fā)射極與接地相連。14，所述的雙層的USB接口 J4它包含有兩個(gè)USB接口，J4共有八個(gè)引腳，分為兩組，每組四個(gè)引腳供一個(gè)USB接口用，其中有一個(gè)電源端、一個(gè)接地端、兩信號(hào)線sensor-outI λsensor_out2015，所述的“Π”形的中空殼體的橫梁上設(shè)有用于與其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備或支架連接固定用的突耳。16，所述的“Π”形的中空殼體的橫梁上設(shè)有發(fā)光二極管LED的透光孔。在上述結(jié)構(gòu)特征中，螺接孔是用于與外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備和其它支架連接；突耳也是用于與外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接用的。顯示工作狀態(tài)的發(fā)光二級(jí)管LED其作用是當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)兩對(duì)紅外光發(fā)射管和紅外光接收管的紅外光覆蓋位置時(shí)LED燈會(huì)發(fā)光閃爍，表明物體通過(guò)兩組紅外光發(fā)射、接收端口。對(duì)本發(fā)明電子電路進(jìn)一步說(shuō)明如下:紅外光發(fā)射電路的構(gòu)成如下:因?yàn)橛袃蓚€(gè)紅外光發(fā)射元件所以有兩相同的電路，每條紅外光發(fā)射電路中有一個(gè)紅外光發(fā)射管和一個(gè)用于溝通電路的接口，在數(shù)據(jù)處理電路板上有一個(gè)與電源和接地分別相連的接口與之相對(duì)應(yīng)連接，以取得從電源到接地的電路連通。接口 J2和紅外發(fā)光管Dl構(gòu)成第一紅外光發(fā)射電路，J2針對(duì)位于數(shù)據(jù)處理電路板上的接口 J3相互連接，構(gòu)成電氣上的通路。接口 J5和紅外光發(fā)射管D5構(gòu)成第二紅外光發(fā)射電路，接口 J5針對(duì)于位于數(shù)據(jù)處理電路板上的接口 J7構(gòu)成電氣上的通路。三塊不同的電路板之間它們通過(guò)排線構(gòu)成電氣連接，以取得從電源到接地的電路連通。當(dāng)上述的兩個(gè)電路構(gòu)成了回路時(shí)紅外發(fā)光管Dl和D5點(diǎn)亮。紅外光接收電路的構(gòu)成如下:它包含有兩個(gè)紅外光接收管，它們是第一紅外光接收管Ql和第二紅外光接收管Q6，所述的電路還包含有一個(gè)帶有四個(gè)引腳的用于電氣連接的接口 J1，其中兩個(gè)引腳用于與兩條傳感信號(hào)輸入線連接，另外兩個(gè)引腳它們一個(gè)接電源、另一個(gè)接地。在數(shù)據(jù)處理電路板上也有一個(gè)帶有四個(gè)引腳的用于電氣連接的接口，它是J6，它的四條引腳中兩條連傳感信號(hào)輸入線，另兩條分別與電源和接地相連的。所述的紅外光接收電路的接口 Jl與所述的數(shù)據(jù)處理電路板上的接口 J6相對(duì)應(yīng)連接，以取得兩路傳感信號(hào)以及從電源到接地的電路連通。通過(guò)接口 Jl和J6的連接當(dāng)三極管接收到紅外光線照射時(shí)紅外接收三極管Ql和Q6導(dǎo)通構(gòu)成回路，傳感信號(hào)為高電平。當(dāng)沒(méi)有紅外光線照到紅外接收三極管Ql和Q6時(shí)，傳感信號(hào)為低電平。數(shù)據(jù)處理電路板:它包含有接口 J3、J4、J6、J7和紅外接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)指示燈電路。J4接口是一個(gè)雙層USB接口，它的一個(gè)USB接口用來(lái)與光電門(mén)傳感器連接，另一個(gè)USB接口是用于與下一個(gè)光電門(mén)(如果需要的話)連接。接口 J4共有八個(gè)引腳，因?yàn)樗菫楣怆婇T(mén)級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的，所以，每一個(gè)USB接口有一個(gè)電源端、一個(gè)接地端、兩條信號(hào)線sensor-outl、sensor_out2,也就是說(shuō),一個(gè)USB接口占用四個(gè)引腳，所以這個(gè)雙USB接口就有1、2、38，八個(gè)引腳。紅外光接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成如下:因?yàn)橛袃蓚€(gè)光發(fā)射元件，所以有兩相同的電路。每條電路的構(gòu)成包含有一個(gè)三極管和一個(gè)電壓比較器芯片，來(lái)源于紅外光接收三極管的傳感信號(hào)從三極管的基極進(jìn)入，而從電壓比較器前方的引腳輸出。傳感信號(hào)進(jìn)出的變化發(fā)生在電平的高低變化上。把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成高低電平信號(hào)，控制三極管Q3、Q5的導(dǎo)通和截止。它為兩路紅外光接收三極管的傳感輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成如下:因?yàn)橛袃蓚€(gè)紅外光發(fā)射管和兩個(gè)紅外光接收管，所以有兩相同的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路。每條信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成包含有一個(gè)三極管和電阻。三極管的基極與輸入傳感信號(hào)相連，而輸入傳感信號(hào)是上述紅外光接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電壓比較器的輸出信號(hào)，當(dāng)它為高電位時(shí)三極管Q4、Q7導(dǎo)通，其集電極所產(chǎn)生的低電位就是輸出信號(hào)，位于集電極的輸出信號(hào)就是本發(fā)明的終端輸出，其它設(shè)備電路獲得此輸出信號(hào)后，按照應(yīng)用目的用于其它電路(不在本發(fā)明的范圍內(nèi))的運(yùn)作。三極管Q4、Q7基極的輸入傳感信號(hào)處于高電平時(shí)，三極管Q4、Q7導(dǎo)通，此時(shí)其集電極的輸出傳感信號(hào)就處于低電位。信號(hào)指示燈電路的構(gòu)成如下:它包含有一個(gè)三極管Q2，它的基極通過(guò)電阻與傳感輸出信號(hào)相連，它的集電極通過(guò)電阻再通過(guò)D2發(fā)光二級(jí)管LED與電源VCC相連。三極管Q2基極相連的傳感器輸出信號(hào)是通過(guò)二極管D3、D4和電阻R3進(jìn)入到三極管的基極的。當(dāng)信號(hào)SIGINPUT1和信號(hào)SIGINPUT2中有一個(gè)信號(hào)為高時(shí)，三極管Q2基極的傳感輸出信號(hào)為高電平，三極管導(dǎo)通，發(fā)光二級(jí)管D2就點(diǎn)亮。當(dāng)信號(hào)SIGINPUT1和信號(hào)SIGINPUT2都為低時(shí)，三極管Q2的基極的傳感輸出信號(hào)的電平為低電平時(shí)，三極管Q2截止,發(fā)光二級(jí)管D2滅。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:使用雙孔光電門(mén)，無(wú)須確定小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光寬度，因?yàn)殡p孔門(mén)上的孔距是1cm，小球無(wú)論哪個(gè)寬度只要通過(guò)了這1cm，光電門(mén)就測(cè)得了時(shí)間，用這Icm除上時(shí)間，就可以得到瞬時(shí)速度，無(wú)須專業(yè)的輔助設(shè)備，即可方便得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖1a是本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)品立體圖。圖1b是本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)品立體圖的旋轉(zhuǎn)圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的三塊電路板的立體圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電路方框圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的雙USB接口的電路圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光發(fā)射電路圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光接收電路圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。圖8是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路。圖9是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)指示燈電路。
具體實(shí)施方式雙孔光電門(mén)1，主體面殼2，主體底殼3，突耳4，J4 雙 USB 接口 5，第一發(fā)射端口 6，第二發(fā)射端口 7，第一接收端口 8，第二接收端口 9，發(fā)光二級(jí)管透光孔10，連接孔11，連接孔12，紅外光發(fā)射電路板13，紅外光接收電路板14，Dl第一紅外光發(fā)射二極管15, D5第二紅外光發(fā)射二極管16,Ql第一紅外光接收管17，Q6第二紅外光接收管18，數(shù)據(jù)處理電路板19，D2發(fā)光二級(jí)管20，紅外光發(fā)射電路21、紅外光接收電路22，數(shù)據(jù)處理電路23，J2 接口 24，J3 接口 25，J5 接口 26，J7 接口 27，傳感信號(hào)輸入線28,傳感信號(hào)輸入線29,Jl 接口 30，J6 接口 31，Q3紅外光接收三極管32，LM393芯片33，Q5 三極管 34，LM393 芯片 35，Q4三極管36，Q7三極管37，Q2 三極管，38。圖1a是本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)品立體圖，它顯示了由塑料模制而成完成裝配以后的雙孔光電門(mén)I的產(chǎn)品外形，它是一個(gè)“Π”字形中空結(jié)構(gòu)的雙孔光電門(mén)I是由主體面殼2和主體底殼3合攏固定一體而成，它是空心的。在其“Π”字形中空結(jié)構(gòu)的中間橫梁上布置有一個(gè)用于與外部支架或其他設(shè)備固定連接用的突耳4，一個(gè)雙USB接口 5。在其“Π”字形中空結(jié)構(gòu)的左腿或右腿的底部?jī)?nèi)側(cè)分別設(shè)有紅外光發(fā)射和紅外光接收用的端口，它們是第一發(fā)射端口 6和第二發(fā)射端口 7，以及第一接收端口 8和第二接收端口 9。在中間橫梁上布置有一個(gè)用于與外部支架或其他設(shè)備固定連接用發(fā)光二極管透光孔10。在主體底殼3的左腿或右腿上分別設(shè)有用于與外部支架或其他設(shè)備固定連接用的連接孔11或連接孔12。圖1b是本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)品立體圖的旋轉(zhuǎn)圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的三塊電路板的立體圖。在雙孔光電門(mén)的殼體內(nèi)的空腔中容納有三塊電子電路的PCB印刷線路板，它們是位于“Π”字形左右兩腳空腔內(nèi)的紅外光發(fā)射電路板13或紅外光接收電路板14。在紅外光發(fā)射電路板13上有第一紅外光發(fā)射管15，第二紅外光發(fā)射管16。在紅外光接收電路板14上有Ql第一紅外光接收管17和Q6第二紅外光接收管18。在中間橫梁的空腔里布置有數(shù)據(jù)處理電路板19。在所述的數(shù)據(jù)處理電路板19上有J4雙USB接口 5，和LED發(fā)光二級(jí)管20。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電路方框圖。本發(fā)明的電路方框圖有三塊，它們是紅外光發(fā)射電路21、紅外光接收電路22和數(shù)據(jù)處理電路23。三塊電路分別位于不同的空間中，三塊位于不同位置的PCB電路板之間它們通過(guò)排線和接口相互之間構(gòu)成電氣連接，以取得從電源到接地的電路連通和紅外光傳感信號(hào)的發(fā)生及傳送。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的雙USB接口的電路圖。J4接口 5有兩個(gè)USB接口組成，它的一個(gè)USB接口用來(lái)與光電門(mén)傳感器連接，另一個(gè)USB接口是用于與下一個(gè)光電門(mén)(如果需要的話)連接。J4雙USB接口 5共有八個(gè)引腳，因?yàn)樗菫榧?jí)聯(lián)光電門(mén)設(shè)計(jì)的接口，所以它就是兩個(gè)單獨(dú)的USB接口的合成。每一個(gè)USB接口有一個(gè)電源端、一個(gè)接地端和兩條信號(hào)線sensor-out 1、sensor_out2,也就是說(shuō),一個(gè)USB接口占用四個(gè)引腳,所以這個(gè)雙USB接口 5就有1、2、38，八個(gè)引腳。引腳I至4構(gòu)成第一USB接口，引腳5至8構(gòu)成第二 USB接口。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光發(fā)射電路圖。紅外光發(fā)射電路21的構(gòu)成如下:因?yàn)橛袃蓚€(gè)紅外光發(fā)射二極管15、16所以有兩相同的電路，每條紅外光發(fā)射電路中有一個(gè)紅外光發(fā)射二級(jí)管和一個(gè)用于溝通電路的接口，在數(shù)據(jù)處理電路板19上有一個(gè)與電源和接地分別相連的接口與之相對(duì)應(yīng)連接，以取得從電源到接地的電路連通。J2接口 24和Dl紅外發(fā)光二極管15構(gòu)成第一紅外光發(fā)射電路。J2接口 24針對(duì)位于數(shù)據(jù)處理電路板上的J3接口 25相互連接，構(gòu)成電氣上的通路。J5接口 26和D5紅外光發(fā)射二極管16構(gòu)成第二紅外光發(fā)射電路，J5接口 26針對(duì)于位于數(shù)據(jù)處理電路板上的J7接口 27構(gòu)成電氣上的通路。當(dāng)上述的兩個(gè)電路構(gòu)成了電氣相通的回路時(shí)Dl紅外光發(fā)光二極管15和D5紅外光發(fā)光二極管16點(diǎn)亮，持續(xù)發(fā)出紅外光線。圖6是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光接收電路圖。紅外光接收電路的構(gòu)成如下:它包含有兩個(gè)紅外光接收管，它們是Ql第一紅外光接收管17和Q6第二紅外光接收管18，所述的電路還包含有一個(gè)帶有四個(gè)引腳的用于電氣連接的Jl接口 30，其中兩個(gè)引腳用于與兩條傳感信號(hào)輸入線28、29的連接，另外兩個(gè)引腳它們一個(gè)接電源VCC、另一個(gè)接地GND。在數(shù)據(jù)處理電路板上也有一個(gè)帶有四個(gè)引腳的用于電氣連接的J6接口 31，它的四條引腳中第2引腳和第3引腳連傳感信號(hào)輸入線，第I引腳與電源VCC，第4引腳和接地GND相連的。所述的紅外光接收電路的Jl接口 30與所述的數(shù)據(jù)處理電路板上的J6接口 31相對(duì)應(yīng)連接，以取得兩路傳感信號(hào)和從電源VCC到接地GND的電路連通。通過(guò)Jl接口 30和J6接口 31的連接，當(dāng)Ql紅外光接收三極管17和Q6紅外光接收三極管18接收到紅外光線照射時(shí)紅外光接收三極管Ql和Q6導(dǎo)通構(gòu)成回路，傳感信號(hào)為高電平。當(dāng)沒(méi)有紅外光線照到紅外光接收三極管Ql和Q6時(shí)，傳感信號(hào)為低電平。圖7是本發(fā)明實(shí)施例的紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。紅外光接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成如下:因?yàn)橛袃蓚€(gè)紅外光接收元件，所以有兩個(gè)相同的電路。每條電路的構(gòu)成包含有一個(gè)三極管和一個(gè)電壓比較器芯片，來(lái)源于紅外光接收三極管的傳感信號(hào)從三極管的基極進(jìn)入，而從電壓比較器前方的引腳輸出。傳感信號(hào)進(jìn)出的變化發(fā)生在電平的高低變化上。把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成高低電平信號(hào)，控制三極管Q3、Q5的導(dǎo)通和截止。它為兩路紅外光接收三極管的傳感輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。傳感信號(hào)Sensor-1N和Sensor-1N2來(lái)源于Ql和Q6紅外光接收三極管。當(dāng)Sensor-1N為高電平時(shí)，Q3紅外光接收三極管32導(dǎo)通，LM393芯片33第2腳為高電壓，當(dāng)這個(gè)電壓大于R6和R7組成的分壓值時(shí)LM393芯片33第I腳輸出為低電平。反之，當(dāng)傳感信號(hào)Sensor-ΙΝ為低電平時(shí)，LM393芯片33第I腳輸出為高電平。同理，在Q5三極管34和電壓比較器LM393芯片35構(gòu)成的紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路中Sens0r-1N2的情況也是如此。此兩相同的電路是布置在“Π”形中空殼體I的中間橫梁空腔內(nèi)的數(shù)據(jù)處理板19上的。圖8是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路。因?yàn)橛袃蓪?duì)相同的紅外光發(fā)射和接收管，所以有兩條相同的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路。在每一條中信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路中包含有三極管，它通過(guò)電阻與電源VCC相連，其發(fā)射極接地，其基極通過(guò)電阻與來(lái)自電壓比較器的輸出信號(hào)相連，其集電極送出傳感器輸出信號(hào)。圖中，Q4三極管36其基極通過(guò)電阻R5與來(lái)自電壓比較器的SIGINPUT1傳感信號(hào)相連通，其集電極通過(guò)電阻R8與電源VCC相連，集電極處輸出傳感信號(hào)SENS0R-0UT1。同樣，Q7三極管37的基極通過(guò)電阻R13與來(lái)自電壓比較器的SIGINPUT2傳感信號(hào)相連通，其集電極處輸出傳感信號(hào)SENS0R-0UT2，其集電極通過(guò)電阻R14與電源VCC相連。兩條相同的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路是布置在“Π”形中空殼體的中間橫梁空腔內(nèi)的數(shù)據(jù)處理板19上的。圖9是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)指示燈電路。信號(hào)指示燈電路中包含有Q2三極管38，D2發(fā)光二級(jí)管20，三極管38的基極通過(guò)電阻R3與傳感輸出信號(hào)SIGOUT相通，其發(fā)射極接地，其集電極通過(guò)電阻Rl再通過(guò)D2發(fā)光二級(jí)管20與電源VCC相連。與基極相連的傳感信號(hào)SIGOUT來(lái)自于電壓比較器的輸出信號(hào)SIGINPUT1和SIGINPUT2，它們通過(guò)二極管D3和D4和電阻R3后進(jìn)入Q2三極管38的基極。當(dāng)信號(hào)SIGINPUT1和信號(hào)SIGINPUT2中，有一個(gè)信號(hào)為高電平時(shí)，信號(hào)SIGOUT為高電平，三極管38導(dǎo)通，此時(shí)D2發(fā)光二級(jí)管20點(diǎn)亮，指示有物體此時(shí)通過(guò)光電門(mén)。反之，當(dāng)SIGINPUT1和SIGINPUT2都為低電平時(shí)，SIGOUT也為低電平，Q2三極管38就截止，D2發(fā)光二級(jí)管20熄滅。
權(quán)利要求
1.一種傳感運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的雙孔光電門(mén)，它包含有紅外光發(fā)射兀件和紅外光接收兀件，其特征是:其構(gòu)成分為機(jī)械部分和電子電路部分這兩大部分， 其機(jī)械部分包含有: “ Π ”形的中空殼體，它由主體面殼和主體底殼合攏構(gòu)成,在“ Π ”形的中空殼體的兩腳上分別布置有兩個(gè)紅外光發(fā)射管和兩個(gè)紅外光接收管，在其一個(gè)腳上布置有兩個(gè)紅外光發(fā)射管，它們之間保持一定的距離；而在另一個(gè)腳上相對(duì)應(yīng)地布置有兩個(gè)紅外光接收管，它們之間也保持相同的間隔距離，第一紅外光發(fā)射管和第二紅外光發(fā)射管被布置在同一個(gè)腳的腳端；第一紅外光接收管和第二紅外光接收管被布置在相對(duì)的另一只腳的腳端上， 在中空殼體的內(nèi)腔里有數(shù)據(jù)處理電路板、紅外光接收電路板、紅外光發(fā)射電路板，在其中空殼體的主體面殼和/或主體底殼上設(shè)有用于與傳感器或者與計(jì)算機(jī)連接傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)雙層USB接口，還有一個(gè)顯示傳感器工作狀態(tài)的發(fā)光二級(jí)管， 其電子電路部分包含有: ①「紅外光發(fā)射電路,②紅外光接收電路,③數(shù)據(jù)處理電路， 在①紅外光發(fā)射電路 板上有兩個(gè)紅外光發(fā)射管；在②紅外光接收電路板上有兩個(gè)紅外光接收管，在③數(shù)據(jù)處理電路板中包含有紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包含有信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路，包含有信號(hào)指示燈電路，各電路之間有用于電氣溝通的電氣連接件。
2.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:在所述的第一紅外光發(fā)射管和第二紅外光發(fā)射管之間的距離是I厘米，第一紅外光接收管和第二紅外光接收管之間的距離也是I厘米。
3.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的電子電路被分別布置在三塊PCB板子上面，在“Π”形的中空殼體上紅外光發(fā)射管電路板和紅外光接收管電路板它們分別布置在中空殼體兩個(gè)相對(duì)的腳端上，而數(shù)據(jù)處理電路板則被布置在中空殼體的中間橫梁上，各個(gè)電路板之間有使其在電路上相互溝通形成通路的電氣連接件，它們是各種J接口。
4.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的紅外光發(fā)射電路包含有作為電氣連接件的接口 J2、J5、和紅外光發(fā)光二極管Dl、D5。
5.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的紅外光接收電路包含有作為電氣連接件的接口 Jl和紅外光接收管Ql、Q6。
6.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的數(shù)據(jù)處理電路板包含有紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)指示燈電路，還包含有作為電氣連接件的接口 J3、J6、J7，和一個(gè)雙層的USB接口 J4。
7.如權(quán)利要求1或6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的雙層的USB接口J4是連接光電門(mén)傳感器為其提供電源和接地的接口。
8.如權(quán)利要求1或6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的雙層的USB接口J4是在多個(gè)光電門(mén)同時(shí)使用時(shí)用以級(jí)聯(lián)下一個(gè)光電門(mén)的接口。
9.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的中空殼體的主體面殼或主體底殼上設(shè)有用于與外部實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接的兩個(gè)螺接孔。
10.如權(quán)利要求所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的指示物體通過(guò)的工作狀態(tài)指示燈LED被安裝在中空殼體的橫梁上。
11.如權(quán)利要求6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的紅外光接收三極管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包含有一個(gè)三極管和一個(gè)電壓比較器芯片，來(lái)源于紅外光接收三極管的傳感信號(hào)從三極管的基極進(jìn)入，而從電壓比較器前方的引腳輸出。
12.如權(quán)利要求6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的信號(hào)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成包含有一個(gè)三極管和電阻，三極管的基極與輸入傳感信號(hào)相連，而輸入傳感信號(hào)是紅外光接收管信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電壓比較器的輸出信號(hào)。
13.如權(quán)利要求6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的信號(hào)指示燈電路它包含有一個(gè)三極管Q2，它的基極通過(guò)電阻與傳感輸出信號(hào)相連，它的集電極通過(guò)電阻與發(fā)光二級(jí)管LED相連，它的發(fā)射極與接地相連。
14.如權(quán)利要求1或6所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的雙層的USB接口J4它包含有兩個(gè)USB接口，J4共有八個(gè)引腳，分為兩組，每組四個(gè)引腳供一個(gè)USB接口用，其中有一個(gè)電源端、一個(gè)接地端、兩條信號(hào)線sensor-outl、sensor_out2。
15.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的“Π”形的中空殼體的橫梁上設(shè)有用于與其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備或支架連接固定用的突耳。
16.如權(quán)利要求1所述的雙孔光電門(mén)，其特征是:所述的“Π”形的中空殼體的橫梁上設(shè)有發(fā)光二極管的透光孔 。
全文摘要
本發(fā)明是用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體瞬時(shí)速度的雙孔光電門(mén)。在其“∏”形的中空殼體的兩腳上分別布置有兩個(gè)紅外光發(fā)射管和兩個(gè)紅外光接收管，它們之間保持1cm的距離。在中空殼體的內(nèi)腔里有信號(hào)處理電路板、紅外光接收電路板、紅外光發(fā)射電路板。有用于與傳感器或者與計(jì)算機(jī)連接傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)雙層USB接口，還有一個(gè)顯示傳感器工作狀態(tài)的發(fā)光二級(jí)管。其電子電路部分包含有紅外光發(fā)射電路，紅外光接收電路，信號(hào)數(shù)據(jù)處理電路。優(yōu)點(diǎn)是使用雙孔光電門(mén)，無(wú)須確定小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光寬度，因?yàn)殡p孔光電門(mén)上的孔距是1cm，用這1cm除上時(shí)間，就可以得到瞬時(shí)速度，無(wú)需專業(yè)的輔助設(shè)備，即可方便得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01P3/68GK103207286SQ20121000929
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者周彬, 楊磊 申請(qǐng)人:上海辰昊信息科技有限公司