传感器技术知识与应用任务4.2 光电测速仪的设计.pptVIP

任务4.2 光电测速仪的设计 4.2.1 光电传感器的工作原理 光电传感器以光电效应为基础.光线照射到物体上所产生的光电效应通常可以分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三类。根据光电效应的不同可以制成不同的光电元件。 1.外光电效应 在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。 2.内光电效应 在光线作用下能使物体的导电能力发生变化的现象称为内光电效应。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。 3.光生伏特效应 在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。 4.2.2 光电元件 1.光电管 光电管是利用外光电效应制成的光电元件。 光电管的伏安特性 2.光电倍增管 光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。 由光阴极、倍增电极以及阳极三部分组成。倍增电极多的可达30级；阳极是最后用来收集电子的，收集到的电子数是阴极发射电子数的105-106倍。因此在很微弱的光照时，它就能产生很大的光电流。 3.光敏电阻 (1) 光敏电阻的工作原理 光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。在无光照时，光敏电阻具有很高的阻值；在有光照时，当光子的能量大于材料禁带宽度，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，激发出可以导电的电子-空穴对，使电阻降低，光线愈强，激发出的电子-空穴对越多，电阻值越低；光照停止后，自由电子与空穴复合，导电性能下降，电阻恢复原值。 4.2.3 光电传感器 1.光电传感器组成 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。其工作原理是，首先把被测量的变化转换成光信号 (光通量或光参数)的变化，然后通过光电元件转换成电信号。光电传感器一般由三部分构成，发射器、接收器和检测电路。发射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、激光二极管及红外发射二极管。接收器有光敏二极管、光敏三极管、光电池等光电元件。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，它能滤出有效信号进行处理。 4.2.4 光电测速仪的设计 1.电路设计 在直流电机上接上一转盘，在转盘相应的地方打一个孔，然后接入光电传感器于模块槽中，就可以实现转速的测量。 3.检测装置安装 传感器的实际安装位置如图4-30所示，将信号盘固定在直流电机转轴上，光电转速传感器正对转盘。光电转速传感器接有4根导线，用于连接发光二极管和光敏三极管，其中发光二极管的红线连接其正极，绿线连接其负极，光敏三级管的红线连接其集电极，绿线连接其发射极。电路连接好后，当直流电机带到转盘转动时，光电传感器就可以输出周期性脉冲信号。 * *