光电传感器课件.pptxVIP

**光電感測器在車輛自動控制過程中充當著重要的角色分類：光束感測器、反射感測器、散射感測器原理：通過發射器發出可見、不可見或紅外光，被接收器所接收，並轉換成電信號。特點：(1)無接觸檢測，減少了被測物及探頭的磨損，確保產品的使用壽命與安全操作。(2)被測物的材料不受限制，可測玻璃、塑膠、木質及液體等各種的被測材料。(3)長距離檢測，反射感測器的檢測距離可達１０ｍ。(4)反應速度快，其反應能力在50μs之內。

**(5)可分辨顏色。高精度檢測，利用奇特的視覺系統和精確的電子線路可以實現對物體的精確測量。光電感測器分為亮通型與暗通型兩類。2.7.1光電器件分類：光電發射器、光電探測器2.7.1.1光電發射器件(1)熱輻射光源：如白熾燈。光譜連續、價格便宜(2)氣體放電光源：如氙燈光源等。氣體超高壓放電發光。特點：效率高，發熱少。(3)電致發光器：PN結發光（發光二極體）。特點：功率低，驅動電壓低，效率高，可直接調製，小型化等。

**(4)雷射器：a.氦氖雷射器：特點：輸出連續，頻率穩定，相干性與方向性極強，居各類鐳射之首。但效率低體積大，電源複雜。b.半導體雷射器：特點：效率相當高，容易調製，體積小，結構簡單，抗振性能好，但方向性差，PN結摻雜影響大。2.7.1.1光電探測器件原理：光電探測器件是利用物體的光電效應。分類：光電導效應，光伏效應和光電子發射效應三種。

**1.光電導器件(光敏電阻)注意：光敏電阻必須在適當的波長光照射下，電阻才會改變。圖2-7-1光敏電阻的原理圖2-7-2CdS、CdSe光譜回應曲線

**2.光伏效應器件(光電二極體與光敏三極管)原理：利用光照在半導體器件上產生伏特效應而製成的器件，應用極廣。(1)光電二極體原理：在光的照射下，光電二極體產生光電流。注意：光電流向光電二極體的反方向流動。伏安特性：見圖2-7-3（a）。等效電路：電流源與二極體的並聯，如圖2-7-3(b)所示光譜特性：如圖2-7-4。

**(2)光電三極管工作原理：①光電轉換，其功能同光電二極體；②光電流放大，將光電流放大幾十部至幾百倍。分類：無基極引線、有極基引線兩種。a)無基極引線光電管——靠光的注入代替基極的信號輸入，並將集電結產生的光電流放大。圖2-7-3光電二極體伏安特性圖2-7-4光電二極體光譜回應曲線

**b)有基極引線光電管——設置基極的主要目的是為了預置一個基極電流優點： ①減小了光電三極管發射極的電阻，可以改善弱光下的回應時間；②使光電三極管的交流放大係數進入線性區，這對調制光的檢測特別有利。(3)光電池分類：矽光電池（最受歡迎）、硒光電池、硫化鎘光電池、氧化亞銅光電池、砷化鉀光電池等。矽光電池：性能穩定，光譜範圍寬；頻率特性好；換能效率高；能耐高能輻射等。

**圖2-7-5光電三極管輸出特性圖2-7-6矽光電池光照特性曲線

**2.7.2光束感測器特點：發射器與接收器分開。圖2-7-7光束傳感的電氣結構圖

**2.7.3反射感測器特點：發射器與接收器放於同一個外殼內。常規反射感測器：不能檢測反光體，易產生誤動作。帶偏振片的反射感測器：無論是否反射體在遮住光通路後就一定能被檢出。與常規反射感測器的區別：(1)在發射器與接收器的光通道上分別安裝互成直角的偏振片；(2)採用三角反射鏡，經它反射的偏振光其振盪面旋轉90°。圖2-7-8帶偏振片的反射感測器工作原理及電氣結構

**2.7.4散射感測器，結構：發射器與接收器也置於同一個外殼內，發出的光照在被測物體上，並被反射回來，被接收器接收。特點：對傳感區域內發光與不發光的物體只要在感測器的靈敏度範圍內，都可被檢測。圖2-7-9散射感測器的工作原理

**2.7.5紅外感測器圖2-7-10曲型紅外感測器的電氣結構構成：光電管、前置放大器、比較整形及輸出級構成用途：紅外感測器用於高溫物體遠距離、非接觸檢測

*2.8光纖感測器*2.8光纖感測器2.8.1光纖感測器概述起步：光纖感測器技術是70年代末發展起來的一項新型傳感技術。技術構成：光纖傳感技術是傳統的光檢測技術和纖維光學應用的結合應用範圍：位移、振動、轉速、溫度、壓力、電場、流量、濃度、PH值等70多項參數的檢測。適用：普通光電感測器所不能適應的條件，例如有限空間、高溫、或危險地區，因而具有廣泛的應用潛力。測量原理：外界待測信號→調製→光參數→光纖→光電探測器。

*2.8光纖感測器*調製參數：光可以看成簡諧振蕩的電磁波，其電場分量運算式為：E=E0sin(ωt+φ)因此光可以被調製的參數有四個，即光強度、相位、偏振角及頻率。按調製形式分類：強度調製型、