具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號處理電路集成制作在一塊芯片上。它的特點是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復(fù)雜程度大幅度減少，可直接與ttl，lsttl和cmls電路芯片連接。

2、光電傳感器測量位移和方向的工作原理

2.1 傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

如果將被測旋轉(zhuǎn)圓盤置于光電斷續(xù)器的發(fā)光與受光側(cè)之間，圓盤上有許多狹縫，圓盤旋轉(zhuǎn)，光源發(fā)出的光間隔地被狹縫遮擋，受光側(cè)得到斷續(xù)的強(qiáng)光和弱光信號。如圖1所示，若旋轉(zhuǎn)圓盤沒有旋轉(zhuǎn)，光路檢測的光束沒有被遮擋，測量電路中，x光敏二極管上輸出電壓波形，y光敏二極管上的輸出電壓波形是相同的，相位是相差π/2的。若圓盤旋轉(zhuǎn)，雙輸出型的輸出電壓波形如圖2所示，（僅畫出q1的時序圖，q2的時序圖道理一樣）圓盤轉(zhuǎn)動方向若向左，q2輸出電壓相位落后被屏蔽；反之，圓盤向右旋轉(zhuǎn)，q1輸出電壓相位超落后被屏蔽。因此，兩個輸出電壓的相位關(guān)系反映圓盤的旋轉(zhuǎn)方向，圓盤的位移可以通過q1，q2輸出脈沖個數(shù)的代數(shù)和得到。

2.2 傳感器的電路設(shè)計

x光敏二極管與y光敏二極管在相位上相差π/2，所以它們在光電元件上取得的信號必是相差π/2。當(dāng)圓盤作正向轉(zhuǎn)動時， x信號超前y信號。因為電路比較復(fù)雜，采用美國lattice半導(dǎo)體公司推出的ispexrt軟件對cpld器件進(jìn)行硬件編程，如圖3所示電路圖是基于cpld設(shè)計的�；蜷Tc1產(chǎn)生的信號作為d鎖存器q1的置位端只許x產(chǎn)生的正脈沖通過，而d鎖存器q2因為c1作用時y信號尚在低電平，信號被屏蔽，q2輸出低電平，門電路在加減計數(shù)器中作加法運算。當(dāng)圓盤作反方向轉(zhuǎn)動時，則y產(chǎn)生的負(fù)值信號超前x產(chǎn)生的信號，或門c1產(chǎn)生的信號作為d鎖存器q2的置位端只讓y產(chǎn)生的負(fù)脈沖通過，而d鎖存器q1因為c1作用時x信號尚在低電平，信號被屏蔽，q1輸出低電平，門電路在可逆計數(shù)器中作減法運算。這樣就完成了辨向過程。out0是輸出，out1是進(jìn)位，z是控制端輸入。工作原理圖如圖4所示。

3、光電式坐標(biāo)傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及坐標(biāo)算法

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在實際的設(shè)計過程中，首先根據(jù)需要設(shè)計傳感器的測量精度及范圍。精度可以通過計算圓盤上的狹縫密度完成，傳感器圓盤的形狀及尺寸大小由測量范圍來確定，整個傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。

測量結(jié)構(gòu)如圖6所示，由四個光敏二極管(元件1、2、4、6)、兩個光源（發(fā)光二極管3、5）、位移圓盤7、方向圓盤9及傳動軸8組成。將傳感器垂直配置，分別代表位移z和φ移動方向 ，組成一個二維傳感器。

3.2 坐標(biāo)算法

當(dāng)被測物坐標(biāo)發(fā)生時，圓盤7轉(zhuǎn)動，光敏二極管4和光敏二極管6通道的信號發(fā)生變化，通過接口電路自動傳輸?shù)接嬎銠C(jī)里，計算機(jī)自動對輸入通道的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如果前進(jìn)或者后退的角度發(fā)生變化，位移圓盤9角度也隨著發(fā)生變化，通過傳動軸轉(zhuǎn)動帶動方向圓盤產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，使得圓盤9上的狹縫通斷光敏二極管上的光照，發(fā)出與前進(jìn)或后退相應(yīng)的電脈沖信號，通過接口電路自動傳輸?shù)接嬎銠C(jī)里，對輸入通道的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，形成數(shù)據(jù)庫，以備計算機(jī)通過數(shù)據(jù)計算確定自身的坐標(biāo)位置，并通過相應(yīng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。相對坐標(biāo)xn 、yn 計算公式如下：

xn=z*cos yn =z*sin

為了確保測量精度，計算機(jī)的采樣時間不能太大，應(yīng)該接近光電傳感器的反映時間，最好同步，或者成倍數(shù)關(guān)系。

3.3 坐標(biāo)與電壓的轉(zhuǎn)換

根據(jù)光——電轉(zhuǎn)換原理，輸出的電壓變化規(guī)律也正好是周期變化，變化的靈敏度與狹縫之間的距離有關(guān)，狹縫之間的距離可以根據(jù)需要加工，但受