徐勝劼 湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院

光電傳感器的精確性優(yōu)化策略

徐勝劼 湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院

光電傳感器在過程控制工業(yè)生產(chǎn)中起著越來越重要的作用，本文通過對于光電傳感器的發(fā)展及優(yōu)化策略分析，為其在工業(yè)生產(chǎn)中的高效應(yīng)用提出了一些方法。

光電傳感器 工業(yè)生產(chǎn) 優(yōu)化策略

1 光電傳感器的發(fā)展

窗體頂端

獨立的光電傳感器包含光學(xué)元件以及電子元件，它只需要一個電源。傳感器執(zhí)行其本身的調(diào)制，解調(diào)，放大和輸出切換功能。一些獨立的傳感器提供諸如內(nèi)置控制計時器或計數(shù)器的功能，由于技術(shù)進(jìn)步，光電傳感器變得越來越小，用于遙感的遠(yuǎn)程光電傳感器僅包含傳感器的光學(xué)部件測量范圍很寬，缺點是光電傳感器的穩(wěn)定性和精度較B型或S型差。傳感器接頭被配置為具有旋轉(zhuǎn)軸線并且以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于殼體旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接到殼體，從而使得能夠選擇傳感器接頭的合適的角定向，電纜沿著該合適的角定向用于整齊的布線布置。用于電源輸入，放大和輸出開關(guān)的電路位于其他地方，通常位于控制面板中，使得這類傳感器本身非常小。此外，傳感器的控制更容易進(jìn)行，因為控制功能可能更強大。光學(xué)器件包括透鏡及其保持器和檢測電路組件，并且包括集成電路和連接到其上的端子。集成電路包括具有各種功能的不同電路，例如用于檢測目標(biāo)檢測對象的存在或不存在的檢測電路。

窗體底端

2 光電傳感器的結(jié)構(gòu)

光電傳感器的連接器組件，包括：容納光電傳感器的殼體、設(shè)置在殼體上的成角度的傳感器接頭、將光電傳感器連接到外部電路的電纜以及電纜連接器，其設(shè)置在所述電纜的一端并可拆卸地連接到傳感器接頭。光傳感器的一個特征是其測量來自一個或多個光束的變化的能力，光電傳感器可以在單點法或通過點的分布工作，使用單點方法，需要單獨的相變來激活傳感器，在分布概念方面，傳感器沿著長串傳感器或單光纖陣列是反應(yīng)性的。具有增量刻度的線性測量儀器包括彼此偏移的兩個光電傳感器，使得它們異相。來自檢測器的模擬信號（其或多或少是正弦的）具有對應(yīng)于刻度的波長。在放大之后，信號被處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并且是方向敏感的，使得它們可以驅(qū)動計數(shù)器和顯示單元。為了調(diào)整模擬信號的相移，提供放大器-混頻器級。一個輸入連接到相關(guān)聯(lián)的傳感器，另一個輸入從另一個單獨的信號導(dǎo)出。該信號由模擬控制電壓提供，該模擬控制電壓由包括放大器和電阻器的控制元件調(diào)節(jié)?？梢詷?gòu)造具有不同功能的不同類型的光電傳感器的模塊與光學(xué)組件和檢測電路組件一體形成。包括輸入和輸出端子，用于根據(jù)通過使用該模塊形成的光電傳感器的期望功能將信號傳遞到這些電路中的選定電路和從這些電路傳遞信號。

3 光電傳感器的優(yōu)化策略

PID控制。PID控制器連續(xù)計算誤差值作為期望設(shè)定點和測量的過程變量之間的差，并分別應(yīng)用基于比例、積分和微分項的校正（有時表示為P、I和D），它們給控制器類型命名。在幾乎所有模擬控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，最初在機械控制器中，然后使用分立電子器件和工業(yè)過程計算機中。由于PID控制器僅依賴于測量的過程變量，而不依賴于基礎(chǔ)過程的知識，因此它是廣泛適用的?？刂破骺梢愿鶕?jù)其進(jìn)行響應(yīng)系統(tǒng)超過設(shè)定點的程度以及任何系統(tǒng)振蕩的程度。PID算法的使用不能保證系統(tǒng)的最佳控制或甚至其穩(wěn)定性。PI控制器是相當(dāng)普遍的，因為導(dǎo)數(shù)作用對測量噪聲敏感，而不存在積分項可以防止系統(tǒng)達(dá)到其目標(biāo)值。對于離散時間系統(tǒng)，常常使用術(shù)語PSD（比例和求差）。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種計算方法，其基于神經(jīng)單元的大集合，解決由軸突連接的生物神經(jīng)元的大群集的問題。每個神經(jīng)單元與許多其他神經(jīng)單元連接，并且可以對所連接的神經(jīng)單元的激活狀態(tài)影響中實施抑制。每個單獨的神經(jīng)單元可以具有將所有其輸入的值組合在一起的求和功能。在每個連接和單元本身上可以存在閾值函數(shù)或限制函數(shù)，使得信號在傳播到其他神經(jīng)元之前必須超過極限。這些系統(tǒng)是自學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的，而不是明確編程的，并且在傳統(tǒng)計算機程序中難以表達(dá)解決方案的特征檢測領(lǐng)域中效果很好。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被用于解決使用普通的基于規(guī)則的編程難以解決的各種各樣的任務(wù)，如智能化學(xué)習(xí)。歷史上，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的使用向高級人工智能的方向移動，其特征在于包含在具有一些動力系統(tǒng)的認(rèn)知模型的參數(shù)中的知識。

模糊控制。輸入級將傳感器或其他輸入映射到適當(dāng)?shù)碾`屬函數(shù)和真值，處理階段調(diào)用每個適當(dāng)?shù)囊?guī)則并為每個規(guī)則生成結(jié)果，然后組合規(guī)則的結(jié)果。最后，輸出級將組合的結(jié)果轉(zhuǎn)換回特定的控制輸出值。最常見的隸屬函數(shù)形狀是三角形，盡管也使用梯形和正態(tài)分布曲線，但是形狀通常不如曲線的數(shù)量和它們的位置重要。三到七條曲線通常適合于覆蓋輸入值的所需范圍，典型的模糊控制系統(tǒng)通常有幾十個規(guī)則。

4 總結(jié)與展望

當(dāng)空間受到限制或者環(huán)境對于光電傳感器來說不容易運行時，可以使用光纖，光纖是無源機械感測部件，它們可以與遠(yuǎn)程或自帶傳感器一起使用，沒有電路和沒有移動部件，并且可以安全地將光進(jìn)入和離開惡劣環(huán)境。這對于在復(fù)雜條件下光電傳感器的精確度提升有著重要的作用。

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