技術研制背景：

本技術原本是為了解決手卷鋼琴不支持力度的問題而研制發(fā)明的，但本技術的應用意義要遠大于問題的本身，本技術在工業(yè)檢測，科學實驗，航天航空等領域均有不同程度的應用意義

技術內(nèi)容摘要：

本技術的設計原理是將力度的變化經(jīng)過光電感應轉變成電位的變化，再經(jīng)過比較電路轉換成雙光電隔離器電阻開關導通的時間差，然后接入鑒別電路而實現(xiàn)力度測定。

技術內(nèi)容：

本力度測定裝置采用光敏檢測方法，檢測裝置和被測定物無任何機械接觸，反應速度快，在檢測快速變化作用力方面，比現(xiàn)有技術更顯獨特優(yōu)勢。本力度測定裝置主要由彈力部件，光電感應電路和比較電路構成。本力度測定裝置有兩種型式，一種直射型，另一種反射型。

圖1是本力度測定裝置直射型的主視圖，圖2是A-A剖面圖，如圖1，圖2，塑料板1，固定塊2，擋板3構成彈力部件。塑料板1下面固定一片擋板3，擋板3的作用是擋住光線，塑料板1和固定塊2固定一起，固定塊2固定在電路板7上。紅外接收管4和紅外發(fā)射管6構成光電感應電路。紅外接收管4和紅外發(fā)射管6相向焊接在印刷電路板7上，當擋板3靜止時，紅外發(fā)射管6發(fā)射的紅外線直射進紅外接收管4，紅外接收管4處于飽和導通狀態(tài)，當擋板3下移時，紅外發(fā)射管6發(fā)射的紅外線被擋住，紅外接收管4處于截止狀態(tài)。緩沖墊8硅膠材料，固定在電路板7上，其作用是當擋板3下移時可靠的切斷光線。

圖3是本力度測定裝置反射型結構示意圖。塑料板9下面粘一片反光紙10，塑料板9和固定塊16固定，固定塊16又與電路板14固定。紅外接收管12和紅外發(fā)射管15焊接在電路板14上，中間間隔一個擋板11，擋板11固定在電路板14上。紅外發(fā)射管15上傾一定角度，使得紅外發(fā)射管15發(fā)射的紅外線剛好反射到紅外接收管12上。當塑料板9靜止時，紅外發(fā)射管15反射到紅外接收管12的紅外光最強，紅外接收管12

接近于飽和導通狀態(tài)，當塑料板9下移時，紅外發(fā)射管15反射到紅外接收管12的紅外光減弱直至0，紅外接收管12接近于截止狀態(tài)。

圖4是比較電路電路圖，電阻R1,R2,R3,R4,三極管T1,T2,二極管D，光電隔離器OC1，OC2構成了比較電路。電源電壓經(jīng)電阻R2加到紅外接收管4，經(jīng)電阻R1加到紅外發(fā)射管6。當塑料板1處于靜止時，紅外接收管4接收到的反射光最強，處于接近飽和導通狀態(tài)，輸出端a電位接近于0。當塑料板1下移，直射到紅外接收管4的紅外光線減弱直至0，紅外接收管4阻值隨之增大直至接近截止狀態(tài)，輸出端a電位隨之升高直至最大值。由于反向暗電流的存在及電阻R2阻值較大，這個最大值通常只能達到電源電壓的三分之二左右。力度越大，塑料板1下移速度就越快，輸出端a電位從0到最大值所用的時間就越快，因而檢測輸出端a電位從零升高到最大值之間任意一個固定值電位差所用的時間即可確定力度的大小。輸出端a電位經(jīng)過三極管T1和T2組成的射極跟隨輸出到光電隔離器OC1和OC2的輸入端正極。由于電阻R2阻值較大，輸出端a輸出內(nèi)阻相應大，不能直接推動光電隔離器OC1和OC2工作，三極管T1和T2組成的射極跟隨輸出便起著阻抗變換作用。光電隔離器OC2輸入端負極經(jīng)電阻R4和二極管D接到電源負極，而光電隔離器OC1輸入端負極經(jīng)過電阻R3接到電源負極，二極管D導通電壓為0.7伏，光電隔離器OC1和OC2輸入端導通電壓均為1.5伏，由電路可以看出，二極管D的存在使得光電隔離器OC2導通電壓要高于光電隔離器OC1導通電壓一個固定值 0.7伏。串聯(lián)多個二極管D可以改變這個固定值。光電隔離器OC1和OC2輸出端相當于一個電阻開關，工作于導通和截止狀態(tài)，相當于開關處于閉合和斷開兩個狀態(tài)，如圖中虛線所示。由電路可以看出，當輸出端電位a由0向最高值升高時，由于光電隔離器OC2輸入導通電壓比OC1要高出0.7伏，其輸入端導通時間總是要落后OC1一個時間差⊿t，同樣，其輸出端電阻開關導通的時間也相應落后OC1一個時間差⊿t。塑料板1下按力度越大，下移速度就越快，輸出端a電位升高速度越快，光電隔離器OC1和OC2輸入端導通時間差⊿t就越小，相應的，輸出端導通時間差⊿t就越小。

將光電隔離器OC1和OC2輸出端導通時間差⊿t輸入鑒別電路，即可計算出塑料板1下按力度。

審核編輯黃宇