第7章 光电式传感器 《传感器技术知识与应用》课件.pptVIP

* * ③光敏晶体管的光照特性 * * ④光敏晶体管的温度特性 * * ⑤光敏晶体管的频率特性 * * .电池 光电池的工作原理是基于光生伏特效应，当光照射到光电池上时，可以直接输出光电流。常用的光电池有两种，一种是金属—半导体型，另一种是PN结型，如硒光电池、硅光电池、锗光电池等。 * * 硅光电池的结构及工作原理 用导线连接P区和N区，电路中就有电流流过 * * 光电池外形 光敏面 * * 能提供较大电流的大面积光电池外形 * * 光电池在动力方面的应用（续） 光电池在人造卫星上的应用 * * 典型的光电开关结构 1—发光元件 2—接收元件 3—壳体 4—导线 5—反射物 6—窗体 * * 光电开关外形 * * 应用范围 用光电开关检测物体时，大部分只要求其输出信号有“高—低”之分即可。 * * 光电开关广泛应用于工业控制、自动化包装线及安全装置中作光控制和光探测装置。可在自控系统中用作物体检测、产品计数、料位检测、尺寸控制、安全报警及计算机输入接口等用途。 * * 7.1.4 光电传感器的应用 1、烟尘浊度监测仪 烟囱里的烟尘浊度是通过光在烟囱里传输时的变化大小来检测的。如果烟尘浊度增加，那么光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射就会增加，使到达接收端的光减少，因而光检测器输出的信号就会减弱；反之，烟尘浊度减少，光检测器输出的信号就会增强。 * * 7.1.4 光电传感器的应用 吸收式烟尘浊度检测仪框图 * * 7.1.4 光电传感器的应用 2、光电转速传感器 如图所示为在待测转速轴上固定一带孔的转盘，在转盘一边由白炽灯产生恒定光，透过盘上小孔到达由光敏晶体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，转速由该脉冲频率决定。 * * 7.1.4 光电传感器的应用 光电脉冲转换电路 * * 7.2 红外传感器 红外传感器是用来检测物体红外辐射的敏感器件。所谓红外辐射就是红外光，红外光是太阳光谱的一部分，其波长范围为0.76～1000μm，红外线在电磁波谱中的位置。工程上又把红外线所占据的波段分为四部分：近红外、中红外、 远红外和极远红外。 * * 7.2.1 红外辐射的基本定律 1 、斯忒藩—玻尔兹曼定律 物体温度越高，它辐射出来的能量就越大，公式表示为。 * * 7.2.1 红外辐射的基本定律 2 、希尔霍夫定律 若几个物体处于同一温度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领，这就是希尔霍夫定律。其表示公式为 * * 7.2.1 红外辐射的基本定律 3 、维恩位移定律 热辐射发射的电磁波中包含着各种波长。物体峰值辐射波长 与物体的自身的绝对温度 成反比，即 * * 7.2.2 红外传感器的组成及原理 红外传感器一般由光学系统、敏感元件（也叫探测器）、前置放大器和信号调制器等组成。红外探测器是红外传感器的核心。红外探测器是利用红外辐射与物体相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。红外探测器的种类很多，按探测机理的不同，分为热探测器和光子探测器两大类。 * * 7.2.3 红外传感器的应用 1、红外测温仪 * * 7.2.3 红外传感器的应用 2、红外线气体分析仪 根据红外辐射在气体中的吸收带的不同，可以对气体成分进行分析。 * *  7.3 光纤传感器 7.3.1 光纤传感器概述 20世纪70年代中期发展起来 优点，如不受电磁干扰、体积小、重量轻、可挠曲、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、易与微机连接、便于遥测等。它能用于温度、压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声和pH值等各种物理量的测量，具有极为广泛的应用前景。 * * 第7章 光电式传感器 * * 引言 光电式传感器是把被测物理量的变化先转换成光信号的变化，然后再通过光电转换元件把光信号变换成电信号的一种传感器。光电式传感器的测量方法灵活多样，并且具有使用方便、非接触、高精度、高分辨力、高可靠性和反应快等一系列优点，因而发展十分迅速，而且随着激光、光栅、光导纤维、CCD等器件的相继问世，光电传感器在检测及自动控制领域中得到了更广泛的应用。 * * 7.1.1 光电效应 所谓光电效应是指在光的照射下一些金属、金属氧化物或半导体材料释放电子的现象。 光子是具有一定能量的微粒，是以光速运动的粒子流。每一个光子都具有一定的能量，它的能量大小E与其频率 成正比。 7.1 光电传感器 * * 7.1.1 光电效应 光电效应分为内光电效应和外光电效应。当物体在光的作用下所释放的电子没有逸出物体表面，而只在物体的内部运动并使物体的电学特性发生变化的现象叫做内光电效应，内光电效应多产生于半导体材料内。 当物体在光的作用下使物体中的电