光电传感器介绍
光电式传感器
1.概述
2.物理特性
2.1外光电效应
2.1.1光子假设
2.2 内光电效应
2.2.1光电导效应
2.2.2光电转换元件
3.光电式传感器
3.1工作原理
3.2光电传感器分类
4.光电传感器应用
4.1光电传感器优点
4.1.1光电式带材跑偏检测器
4.1.2包装充填物高度检测
4.1.3光电色质检测
4.1.4烟尘浊度监测仪
4.1.5其他方面的应用
5.光纤传感器
5.1基本工作原理
5.2光纤的种类与特性
5.3光纤传感器的应用
6.常用光电传感器及生产厂家和参数
光电式传感器
1.概述
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位
移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
2.物理特性
2.1外光电效应
2.1.1光子假设
1887年,赫兹发现光电效应,爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子,即光子概念,对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是:表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n,那么
每个光子的能量为E=hv, 动量为。
由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是:
(1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv,
动量为。由N个光子组成的光子流,能量为N hv。
(2) 光与物质相互作用,即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。
根据能量守恒定律,约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动
能,所以对于电子应有:
2.2 内光电效应
光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量,并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。
光电效应:当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时,具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层,赋予这些物质的电子以附加能量,或者改变物质的电阻大小,或者使其产生电动势,导致与其相连接的闭合回路中电流的变
化,从而实现了光—电转换过程。在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。
2.2.1光电导效应
光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应(又称为光电效应、光敏效应),即光电导效应是光照射到某些物体上后,引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时,材料吸收光子的能量,使非传导态电子变为传导态电子,引起载流子浓度增大,因而导致材料电导率增大。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。
2.2.2光电转换元件
光电转换元件的种类很多,常用的元件有光电管,光敏电阻,光电池等。限于篇幅这里我们着重讲解光电管的有关特性。
1.光电管
光电管的特性主要取决于光电极的材料,其基本的特性是光谱特性,光电特性和伏安特性。
①光谱特性
用单位辐射通量不同波长的光分别照射光电管,在光电管上产生大小不同的光电流。这里,光电流I与光波波长λ的关系曲线称为光谱特性曲线,又称频谱特性。
对于不同波长区域的光,应选用不同光电阴极的光电管。此外在测量与控制技术中,光电管可以担负人眼不能胜任的工作。
②光电特性
光电管在固定阳极电压下,光通量与光电流 (阳极电流)之间的关系称为光电特性。图4—34为光电管的光电特性曲线。从图4—34可知,光电管的光电特性基本上呈线性关系,直线的斜率为其灵敏度。
③伏安特性
光电管在光通量一定的情况下,阳极电压与阳极电流的关系称为伏安特性。图4—35为光电管的伏安特性曲线。在阳极电压大于50V时,光电流开始饱和,阳极电流近于常数,而与电压无关。真空光电管一般工作于伏安特性的饱和部分,内阻达几百兆欧。
3.光电式传感器
3.1工作原理
由光通量对光电元件的作用原理[1]不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小(<
µA),称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电
《光电传感器及原理》课程设计报告 设计名称 :光电式转速测量传感器 专业: 成员姓名: 成员学号: 指导老师: 光电式转速测量传感器 一、光电式转速传感器工作原理框图: 二、光电式转速传感器工作原理 <一 >直射式是在待测转速轴上固定一带孔的调制盘, 在调制盘一边有激光器产生一恒定光源, 透过盘上的小孔到达光敏二极管组成的光电转换器上, 转换成相应的电脉冲信号, 经过放大整形电路输出整齐的脉冲信号, 脉冲信号由计数装置计数, 则通过计算可知该转速轴的转速。 光电直射数字式转数表原理图 <二 >反射式是在待测转速的轴上固定一个涂有黑白相间条纹的圆盘,他们具有较大的反射率差,当轴转动时,反光与不反光交替出现,光敏间断的接受反射信号,转换成脉冲信号,经过放大整形电路输出整齐的脉冲信号, 脉冲信号由计数装置计数, 则通过计算可知该转速轴的转速。 光电反射数字式转数表原理图
每分钟转速 n 与脉冲频率 f 的关系如下: n=60*f / N 式中N为转盘上的空数或白条纹数例如:空数 N=60 ,光电转换器的输出脉冲号频率为 4.8KHZ , 则 n=60*f / N=4800r/min
四、光电转速传感器优点 1、光电转速传感器为非接触式转速表 光电转速传感器采用光学原理制造,属于非接触式转速测量仪表,它的测量距离一般可达 200mm 左右。光电转速传感器的测量无需与被测量对象接触,不会对被测量轴形成额外的负载,因此光电转速传感器的测量误差更小,精度更高。 2、光电转速传感器的结构紧凑 光电转速传感器的结构紧凑, 主要由投射光线部件、接收光线部件也就是光敏元件和放大元件等组成,因此光电转速传感器的体积设计小巧、内部结构精致,一般重量不会超过 200g , 非常便于使用者的携带、安装和使用。 3、光电转速传感器的抗干扰性好 光电转速传感器多采用 LED 作为光线投射部件,极少会出现光线停顿的情况,也不会存在灯泡烧毁等故障危险。另外, 光电转速传感器的光源都是经过特殊方式调制的, 有极强的抗干扰能力,不会受普通光线的干扰。 4、光电转速传感器的测量能力好 光电转速传感器的可采用光纤封装, 可于测量微小的物体, 特别是微小旋转体的测量, 特别适用于高精密、小元件的机械设备测量。光电转速传感器的运行稳定, 有良 好的可靠性, 测量的精度较高,能满足使用者的测量要求。
光电传感器 关键字:光电效应光电元件光电特性传感器分类传感器应用摘要:在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单, 形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。 正文: 一、理论基础——光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数,h=6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。 假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律: 12 m h - A 2 式中,m为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强hc多大,都不会产生光电子发射, 此频率限称为“红限”。相应的波长为K A式中,c为光速,A为逸出功。 当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应。它属于内光电效应。当光照在半导体上是,若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度,则电子从价带跃迁到导带,形成电子,同时,价带留下相应的空穴。电子、空穴仍留在半导体内,并参与导电在外电场作用下形成的电流。 除金属外,多数绝缘体和半导体都有光电效应,半导体尤为显著,根据光导效应制造的光电元件有固有入射光频率,当光照在光电阻上,其导电性增强,电阻值下降。光强度愈强,其阻值愈小,若停止光照,其阻值
光电传感器的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
光电传感器的设计 题目:光电传感器的设计 院(系):信息工程学院 专业:光电信息科学与工程 姓名:褚飞亚 学号: 20 指导教师:张洋洋 2016年6月27号
摘要 随着信息技术的迅猛发展,传感器的应用技术也在飞速发展,新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口,作为捕获信息的主要工具,在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支,俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带,是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们,应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。所以借此次课程设计来设计一个光控大门,即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。
目录 1、设计要求...............................................错误!未定义书签。 功能与用途 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 指标要求 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 2、光电传感器介绍及工作原理 ...............错误!未定义书签。 、光电传感器 ......................................................................................... 错误!未定义书签。 工作原理 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 3、方案设计...............................................错误!未定义书签。 4、元件选择和电路设计 ...........................错误!未定义书签。 元件选择 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 电路设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 5、总结.......................................................错误!未定义书签。参考文献.....................................................错误!未定义书签。
光电式传感器 1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年,赫兹发现光电效应,爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子,即光子概念,对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是:表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n,那么每个 光子的能量为E=hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是:
(1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv,动量 为。由N个光子组成的光子流,能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用,即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律,约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动 能,所以对于电子应有: 2.2 内光电效应 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量,并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。 光电效应:当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时,具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层,赋予这些物质的电子以附加能量,或者改变物质的电阻大小,或者使其产生电动势,导致与其相连接的闭合回路中电流的变化,从而实现了光—电转换过程。在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。 2.2.1光电导效应 光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应(又称为光电效应、光敏效应),即光电导效应是光照射到某些物体上后,引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时,材料吸收光子的能量,使非传导态电子变为传导态电子,引起载流子浓度增大,因而导致材料电导率增大。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。
光电传感器工作原理(红外线光电传感器原理) 光电传感器工作原理(红外线光电传感器原理) 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。 此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。 三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。 分类和工作方式 ⑴槽型光电传感器 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作。输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。 ⑵对射型光电传感器 若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器就动作输出一个开关控制信号。 ⑶反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一个装置内,在它的前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用的称为
光电式传感器 1.概述 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 2.2 内光电效应 2.2.1光电导效应 2.2.2光电转换元件 3.光电式传感器 3.1工作原理 3.2光电传感器分类 4.光电传感器应用 4.1光电传感器优点 4.1.1光电式带材跑偏检测器 4.1.2包装充填物高度检测 4.1.3光电色质检测 4.1.4烟尘浊度监测仪 4.1.5其他方面的应用 5.光纤传感器 5.1基本工作原理 5.2光纤的种类与特性 5.3光纤传感器的应用 6.常用光电传感器及生产厂家和参数 光电式传感器
1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年,赫兹发现光电效应,爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子,即光子概念,对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是:表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n,那么每个 光子的能量为E=hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是: (1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv, 动量为。由N个光子组成的光子流,能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用,即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律,约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动能,所以对于电子应有:
光电传感器 关键字:光电效应 光电元件 光电特性 传感器分类 传感器应用 摘要:在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。 由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。 正文: 一、理论基础——光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。 光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数,h =6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律: 式中,m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。 由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。相应的波长为 式中,c 为光速,A 为逸出功。 当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应。它属于内光电效应。当光照在半导体上是,若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度,则电子从价带跃迁到导带,形成电子,同时,价带留下相应的空穴。电子、空穴仍留在半导体内,并参与导电在外电场作用下形成的电流。 除金属外,多数绝缘体和半导体都有光电效应,半导体尤为显著,根据光导效应制造的光电元件有固有入射光频率,当光照在光电阻上,其导电性增强,电阻值下降。光强度愈强,其阻值愈小,若停止光照,其阻值恢复到原阻值。 半导体受光照射产生电动势的现象称为光生伏特效应,据此效应制造的光电器件有光电池,光电二极管,管控晶闸管和光耦合器等。 二、光电元件及特性 A -h m 2 12νν=A hc K =λ
光电传感器在光控大门中的应用 2014年11 月9 日
摘要 随着信息技术的迅猛发展,传感器的应用技术也在飞速发展,新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口,作为捕获信息的主要工具,在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支,俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带,是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。 现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们,应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。 所以借此次课程设计来设计一个光控大门,即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。
目录 摘要 一、设计要求 (1) 二、光电传感器介绍及工作原理 (1) 三、方案设计 (3) 四、元件选择及电路设计 (4) 五、总结 (5) 参考文献
一、设计要求 1、功能与用途 光电传感器是将光通量转化为电量的一种传感器。光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。由于光电测灵活多样,可测参数众多,一般情况下具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和反应快等特点,加之激光电源、光栅、光学码盘、光导纤维等的相继出现和成功应用,使得光电传感器的内容极其丰富,在检测和控制领域获得了广泛的应用。例如家用电视机的遥控器,太阳能的发电、电梯的安全光幕,火焰探测报警器等多个方面。 2、指标要求 利用光电转换元件的光电效应将光信息转变为电信息,同时利用变电流生磁特性,从而达到控制相应电路的目的。 二、光电传感器介绍及工作原理 1、光电传感器 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器.它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号.光电传感器一般由光源,光学通路和光电元件三部分组成.光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。 2、工作原理 由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系。模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射式,漫反射式,遮光式三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置
光电传感器原理是什么? ①光的性质 直射 光在空气中和水中时,总是直线传播。 使用对射型传感器外置的开叉来检测微小物体的示例便是运用了这种原理。 曲折 是指光射入到曲折率不同的界面上时,通过该界面后,改变行进方向的现象。 反射(正反射、回归反射、扩散反射) 在镜面和玻璃平面上,光会以与入射角相同的角度反射,称为正反射。 3个平面互相直角般组合的形状称为三面直角棱镜。 如果面向三面直角棱镜投光,将反复进行正反射,最终的反射光将向投光的反方向行进。 这样的反射称为回归反射。 多数的回归反射板都是由数mm角的三面直角棱镜按规律排列而构成的。 此外,在白纸等没有光泽性的表面上,光线将向各个方向反射,这样的反射称为扩散反射。 扩散反射型将该原理作为检测方式。 偏光 光线可以表现为与其行进方向垂直的振动波。作为光电传感器的光源,主要使用LED。从 LED投射的光线,会在与行进方向垂直的各个方向上振动,这种状态的光称为无偏光。将无偏 光的光的振动方向限制在一个方向上的光学过滤器称为偏光过滤器。即从LED投光,并通过偏 光过滤器的光线只在一个方向上振动,这种状态称为偏光(正确地说应为直线偏光)。在某 一方向(例如纵方向)上振动的偏光,无法通过限制在其垂直方向(横方向)上振动的偏光过滤器。回归反射型的M.S.R功能(→③M.S.R.功能(Mirror Surface Rejection:镜面体光泽 清除)页)和作为对射型配件的防止相互干扰过滤器就是应用了这种原理。 ②光源 光的点亮方式
〈脉冲变调光〉 多数光电传感器采用脉冲变调光,基本以一定周期反复投光。 由于很容易排除杂乱光的影响,所以可以实现长距离检测。在带防止相互干扰功能的类型中 ,投光的周期会根据干扰光和杂乱光而在一定范围内变化。 〈直流光〉 是连续投射一定光量的光线,在标记传感器等部分机型中使用。能得到高速响应性,但有检 测距离短,容易受杂乱光影响等缺点。 光源色与种类 ③光纤型 构造 由于检测部(光纤)中完全没有电气部分,所以耐干扰等耐环境性良好。 E3X-DA-S(数字放大器) 检测原理 光纤由中间的核心和外围部分曲折率较小的外包金属构成。 如果光线入射到核心部分,光线将会在与外包金属的交界面上一边反复进行全反射,一边行进。通过光纤 内部从端面发出的光线以约60°的角度扩散,照射到检测物体上。 采用ST178制作的反射式红外传感器电路 2010年07月28日14:42 www.elecfans.co 作者:本站用户评论() 关键字:红外传感(3)ST178(1) L298是SGS公司的产品,L298N为15个管角的单块集成电路,高电压,高电流,四通道驱动,设计用L298N 来接收DTL或者TTL逻辑电平,驱动感性负载(比如继电器,直流和步进马达)和开关电源晶体管。内部包含4通道逻辑驱动电路,其额定工作电流为 1 A,最大可达 1.5 A,Vss 电压最小 4.5 V,最大可达36 V;Vs 电压最大值也是36 V。L298N可直接对电机进行控制,无须隔离电路,可以驱动双电机。根据L298N 芯片的特点以及SPCE061A自身的特点,把IOA4~IOA7作为输出口,分别与L298N的IN1~IN4相接,
光电传感器的应用与发展趋势 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。 一、应用背景 光电传感器设计灵活,形式多样,在越来越多的领域内得到广泛的应用。光电传感器的敏感范围远远超过了电感、电容、磁力、超声波传感器的敏感范围。此外,光电传感器的体积很小,而敏感范围很宽,加上机壳有很多样式,几乎可以到处使用。最后,随着技术的不断发展,光电传感器在价钱方面可以同用其他技术制造的传感器竞争。因而光电传感器得到了广泛的应用与长足的发展。 二、光电效应 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect),一般包括外光电效应、光导效应与光生伏特效应。 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数,h=6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量部分将克服正离子束缚,另一部分将转换成电子能量。根据能量守恒定律:1/2mv2=hv-A(m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做功),要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射。 当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应。它属于内光电效应。当光照在半导体上,若电子的能量与半导体禁带的能级宽度,则使电子从价带跃迁到导带形成电子。同时,价带留下相应的空穴,导致电子空穴仍留在半导体内,并参与导电在外电场作用形成的电流。 除金属外,多数绝缘体和半导体都有光电效应,半导体尤为显著,根据光导效应制造的光电元件的固有入射光频率,当其光照在光电阻上时,导电性增强,电阻值下降。光强度愈强,其阻值愈小,若停止光照,其阻值恢复到原阻值。 半导体受光照射产生电动势的现象称为光生伏特效应,据此效应制造的光电器件有光电池,光电二极管,管控晶闸管和光耦合器等。
题目:光电传感器:
光电传感器 在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。
一、理论基础——光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。 光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数,h=6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律: 式中,m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做的功。 由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率 限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。相应的波长λx式中,c为光速,A为逸出功。 二、光电元件及特性 根据外光电元件制造的光电元件有光电子,充气光电管和光电倍曾管。 1.光电管光电管的种类繁多,典型的产品有真空光电管和充气光电管,光它的外形和结构如图1所示,半圆筒形金属片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内,当入射光照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使自由电子的能量增加h。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A时,它就可以克服金属表面束缚而逸出,形成电子发射。这种电子称为光电子,光电 子逸出金属表面后的初始动能为 2 ) 2 1 ( mv 光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图2所示。在人射光频率大于“红限”的前提下,从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引,在光电管内形成空间电子流,称为光电流。此时若光强增大,轰击阴极的光子数增多,单位时间内发射的光电子数也就增多,光电流变大。在图2所示的电路中,电流和电阻只上的电压降就和光强成函数关系,从而实现光电转换。当光线照射到光电阴极K上时,电子从阴极表面逸出,并被光电阳极的正电厂吸收,外电路产生电流I,在负载电阻L R上的电压0U 光电管的光电特性如图3 所示,从图中可知,在光通量不太大时,光电特性基本是一条直线。 A hc K = λ 图1光电光结构示意图图2光电管测量电路图3光电管的光电特性 A - h m 2 1 2ν ν=
光电传感器的认识与应用 内容摘要:传感器是衡量一个国家科学技术发展的重要标志。光电传感器作为传感器中的重要一员,广泛应用于社会生活的各个方面。本文简单介绍了光电传感器的理论基础,以及光电传感器相较于其他传感器的特点及优点和常见的五种光电传感器,同时结合传感器的工作原理,举例说明了传感器在日常生活的常见应用。 关键词:光电传感器、光电效应、光敏材料 一、理论基础 1.光电效应 光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下,电子逸出物体表面的外发射的现象,也称光电发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象,称为光电导效应,大多数光电控制应用的传感器,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。 2.工作原理 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。一般情况下,有三部分构成,分别为:发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。 二、光电传感器的认识 1.结构分析 光电传感器通常由三部分构成,它们分别为:发送器、接收器和检测电路。 发射器带一个校准镜头,将光聚焦射向接收器,接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源,这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。 接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。 此外,光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。角反射板是结构牢固的发射装置,它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射
光电传感器的现状及发展与应用 学院: *****学院 专业班级: ******* 姓名: *** 学号: 201*******8 201*年4月15日
摘要 时代在进步,社会在发展,光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部分,近年来光电传感器的发展也十分迅速,现在,本文将介绍光电传感器的基础知识和它的现状、发展还有应用。 关键字:光电传感器知识发展应用 引言 在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,十分依靠光电子器件。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的技术不断取得突破,应用也越来越广泛。 一、光电传感器的基础知识 1、光电传感器的含义 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 2、结构 3、概述 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。 光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感
器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 4、光电传感器的工作原理 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。 此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。 5、光电传感器的分类和工作方式 光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管(LED)、光电倍增管、光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质,光电式传感器可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器;模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法又可分为透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻挡)三大类。 二、光电传感器的现状及应用 1、发展及现状 1839年 A.E.贝可勒尔发现当光线落在浸没于电介液中的两个金属电极上,它们之间就产生电势,后来称这种现象为光生伏特效应[2]。1873年W.史密斯和Ch.梅伊发现硒的光电导效应[2]。1887年H.R.赫兹发现外光电效应[2]。基于外光电效应的光电管和光电倍增管属真空电子管或离子管器件,曾在50~60年代广泛应用,直到目前仍在某些场合继续使用。 光电传感器(光电开关)市场在过去的三年里经历了犹如过山车般的跌宕起伏。如今该市场回到了类似之前平稳的发展状态。虽然光电传感器市场极其依赖的投资环境近来已经变得愈发恶劣,但ARC依然对该市场在未来几年的发展持乐观态度。 2、应用实例
规格 (注1):(注2):(注3):(注4):如果串联连接5~8个放大器为50mA ,如果串联连接9~16个放大器为25mA 。连接器型LS-401(P )没有装备外部输入。 H-SP 模式改变为其他模式后,当使用防干扰功能、收集的数据库载入/保存功能或复制功能 时,再打开电源。 连接器型LS-401(P )不附带电缆。请按下述使用另售单触电缆 。 母电缆(4芯):CN-74-C1(电缆长1m ),CN-74-C2(电缆长2m ),CN-74-C5(电缆长5m )子电缆(2芯):CN-72-C1(电缆长1m ),CN-72-C2(电缆长2m ),CN-72-C5(电缆长5m ) 注意事项 ●●●●●●●●●●●●●●●●请确认在电源关闭状态下进行接线和增设作业。请确认电源电压在额定范围内变化。 请注意如果使用的电压超出额定范围,或直接连接AC电源,传感器可能烧坏或损坏。 如果在该传感器附近使用产生噪音的设备(开关调节器,转换发动机等),请将设备机架接地端子(F.G.)接地。 由于超长距离(U-LG)模式的灵敏度比其他模式更高,所以更容易受外部噪音影响。确保使用前检查周围环境。 如果电源是市场上零售的开关调节器,请务必安装电源的机架接地端子(F.G.)接地。 电源接通后短时间(约0.5秒)内,请勿使用。 请注意短路或负荷的错误接线可能烧坏或损坏传感器。 请勿将电线与高压线或电源线一起或在同一管内拉线,这可能会由于感应而引起故障。 连接器型LS-401(P )必须使用另售单触电缆。 0.3mm 2以上电缆可延长至100m。但为减少噪音,使接线尽可能短。请勿用在屋外。 避免灰尘、污垢和水蒸气。 请勿将传感器与水、油、油脂或有机溶液,如稀释剂等直接接触。此传感器不可在有易燃易爆气体的环境下使用。不可拆卸或改装传感器。 MC-LS400 No.8137-00 非常感谢您购买SUNX产品。请仔细、完整阅读此使用说明书以便正确、合理地使用此产品。请务必妥善保管此说明书。
光电传感器介绍
光电式传感器 1.概述 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 2.2 内光电效应 2.2.1光电导效应 2.2.2光电转换元件 3.光电式传感器 3.1工作原理 3.2光电传感器分类 4.光电传感器应用 4.1光电传感器优点 4.1.1光电式带材跑偏检测器 4.1.2包装充填物高度检测 4.1.3光电色质检测 4.1.4烟尘浊度监测仪 4.1.5其他方面的应用 5.光纤传感器 5.1基本工作原理 5.2光纤的种类与特性 5.3光纤传感器的应用
6.常用光电传感器及生产厂家和参数 光电式传感器 1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位
移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年,赫兹发现光电效应,爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子,即光子概念,对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是:表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n,那么 每个光子的能量为E=hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是: (1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv, 动量为。由N个光子组成的光子流,能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用,即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律,约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动 能,所以对于电子应有: 2.2 内光电效应 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量,并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。 光电效应:当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时,具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层,赋予这些物质的电子以附加能量,或者改变物质的电阻大小,或者使其产生电动势,导致与其相连接的闭合回路中电流的变
光电传感器的分类及应用 [摘要]:传感器是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。光电传感器作为传感器中的重要一员,广泛应用在社会生活的各个方面。本文简介了光敏二极管的原理,并简单介绍了常见的五种光敏传感器工作原理及应用场合,同时结合传感器的工作原理,举例说明了传感器在日常生活的常见应用。 [关键字]光电传感器光电传感器光敏二极管 在当今信息时代,传感器已经渗透到各行各业。在生活中,我们常常依靠传感器来实现监测和自动调节功能。在高新技术领域,微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得传感器的应用与日俱增。光电传感器以光电效应为理论基础,由光电材料构成,具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,在检测和控制中应用非常广泛。 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,而光电材料是光电传感器中的重要组成部分。光照在光电材料上时,材料表面的电子吸收能量。当电子吸收的能量足够大时,电子会克服原子核对它的束缚力,脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电材料的导电性。光电传感器是采用光电材料作为检测的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器中常用的光电元件是光敏二极管和光敏三极管。光敏二极管的工作原理是光照照到P-N结上时,吸收光能并转换为电能。光敏二极管在光敏元件中有两种工作状态:(1)当光敏二极管加上反向电压时,管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变,光照强度越大,反向电流越大,大多数都工作在这种状态。(2)光敏二极管上不加电压,利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理,把它用作微型光电池。当有光照时,光敏二极管输出电流。光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。因此与光敏二极管相比,光敏三极管有更高的灵敏度。光敏二极管与光敏三极管在光电传感器中起着重要决定性作用。 光敏传感器工作时,发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管、激二极管及红外发射二极管,光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度,接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成,在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等,在其后面是检测电路,它能滤出有效信号,此外,光电关的结构元件中还有发射板和光导纤维。1 光电传感器主要有以下五种。 1.对射式光电传感器。所谓的对射式传感器就是指组成传感器的发射器和接受器是分开放置的,发射器发射红外光后,会经过一定距离的传输后才能到达