第8章 光电传感器 自动检测技术.pptVIP

一、光电管、光电倍增管 二、光敏电阻 三、光敏晶体管 四、光电池 光纤 1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。 　　人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是全反射的作用，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。实际上，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。 　　后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。 第二节 光电传感器与光电检测 光电传感器组成： 被测量 一、光电传感器的类型 被测量使得光通亮连续变化，输出光电流也连续变化。 包含以下四种形式： （一）模拟式光电传感器 按照光电元件输出信号的形式可分为模拟式和脉冲式。 模拟式光电传感器的四种形式： 被测量是光源（测光源温度） 被测量吸收光通亮（测厚） 光源被投射-反射 （测表面粗糙度等） 光源被运动物体阻挡 （测尺寸和位置） 光照度计 比色式温度传感器 （二）脉冲式光电传感器 光信号断续变化，光电元件输出的也断续变化。只有两种状态。常用于计数或测速。 二、光电传感器的常用光源 （一）发光二极管：电能 光能。 （二）钨丝灯泡：发射红外光。 （三）激光 三、光电转换电路 1.光敏电阻测量电路 2.光敏晶体管测量电路 3.光电池测量电路 4.使用运算放大器的光敏元件测量电路。 光敏电阻 测量电路 光敏晶体管 测量电路 光线增强 电阻减小 基极电压 输出电压 感光 感温 不感光 感温 输出 与光通亮 成比例 光线增强 电压变小 光电池 测量电路 光线增强 电压变大 光线增强 电压变大 光线增强 电压变大 使用运算放大器的光敏元件测量电路 光线增强 PN导通 负电压输入 光线增强 短路电路 增大 光线强弱 影响放大倍数 二、光电检测实例 （一）WDS型光电比色高温计： 通过辐射体在两个不同波长上的辐射能量之比，测定辐射体的温度。非接触式，测温范围：800—2000℃ 。 辐射体 物镜 瞄准 反射镜 光导棒 不可见光 可见光 光阑 分光镜 比例计算 人 工 观 测 反射镜 目镜 棱镜 变送器 记录仪 （二）光电比色计 用于溶液的颜色、成分、浑浊度等化学分析。 标准样品 受检样品 光源 凸透镜 凸透镜 滤色 滤色 光电池 光电池 差值 差动放大器 显示仪表 （三）光电式带材测厚跑偏检测仪 检测带材加工过程中偏离正确位置的情况。 不反射带材 光源 凸透镜 凸透镜 反射镜 半透膜反射镜 光敏 三极管 正确位置电桥平衡U0=0 左或右偏UO都会改变。 电桥 （四）光电式转速仪 1）反射式光电转速仪 电信号 光信号 凸透镜 半透膜片 聚焦透镜 凸透镜 光源 测 量 电 路 计 数 器 不反光位置电桥平衡U0=0 反光位置输出电脉冲。 2）直射式光电转速仪 测 量 电 路 计 数 器 光信号 电信号 凸透镜 指示透镜 光源 旋转盘 不透光位置电桥平衡U0=0 透光位置输出电脉冲。 （五）光电检测的其他应用举例 布料宽度检测、有无检测 两台行车的 安全距离检测 空箱检测及推出处理 被长距传送的金属板检测 * 第八章 光电传感器 测量原理：利用光电效应实现测量。 采用光电元件作为检测元件的传感器被称为光电传感器。光电传感器由光源、光学通路和光电元件组成。 主要特点：精度高、反应快、非直接接触、结构简单、形式多样、应用广泛。 第一节 光电效应与光电器件 1.外光电效应：在光线作用下电子从物体表面逸出。 2.内光电效应：在光线作用下物体的电阻率改变。 3.光生伏特效应：在光线作用下物体具有发电能力。 光电效应的定义 光电效应的分类 紫外线光电管 一、光电管、光电倍增管 利用外光电效应制成的光电器件。 （一）光电管 光输入 阳极 阴极 电 子 逸 出 电输出 光----以光速