Выбор фотодиода

Выбор фотоприёмника основан на таких условиях:

· Область работы фотоприёмника: в ИК-области, многоэлементный (не менее 4 элементов), с малыми шумами;

· Область использования: фотоэлектрический датчик для измерения линейных перемещений;

· Среда использования: применяется при нормальных температурных и климатических условиях.

Наиболее оптимальным решением в нашем случае является многоэлементный фотодиод (HAMAMATSU S8594) с 4-мя фотоэлементами: расположенных по периметру с площадью чувствительной площадки 24.85 мм².

Основные характеристики фотодиода:

Прямое напряжение на фотодиоде

Пороговая чувствительность на частоте равна

Время срабатывания

Так как светодиод который будет выбран далее излучает свет длиной волны , то из графика изображенного на (рис.20) можно определить чувствительность фотодиода

Рисунок 20 – График зависимости фоточувствительности от длины волны падающего света.

Из графика видно, что на частоте 700(нм) чувствительность фотодиода

Зная чувствительность фотодиода и световой поток светодиода можно определить ток на выходе фотодиода:

(1.1)

Рассчитаем работоспособность фотодиода руководствуясь тем, что время срабатывания фотодиода должно быть меньше времени перекрытия его рисками растра.

Скорость перемещения рейки 1 (рис) 320мм/мин либо 19,2м/с. Рейка передает движение зубчатому колесу 2 угловая скорость которого определяется из соотношения:

(1.2)

Угловая скорость вращения колеса 2 и 3 одинаковая так как они находятся на одном валу

Линейная скорость колеса 3 определяем из соотношения:

(1.3)

Линейная скорость колеса 3 и 4 одинакова так как они имеют общую точку касания, а следовательно отсюда найдем угловую скорость :

(1.4)

Линейная скорость диска на радиусе равном расстоянию от оси вращения до середины штриха растра Линейная скорость вращения растра

(1.5)

Длина дуги растра равна:

(1.6)

Растр делает один оборот за:

(1.7)

Растр имеет 40 делений следовательно время срабатывания между двумя соседними делениями:

(1.8)

Время срабатывания одной площадки фотодиода это меньше чем t, следовательно, выбранный фотодиод удовлетворяет заданным требованиям.