第七章光电式传感器.pptVIP

c）?遮光式：?恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物，照射到光电元件上的光通量被遮蔽掉一部分，光电元件的输出反映了被测物的尺寸。1）模拟式光电传感器第31页，共52页，星期日，2025年，2月5日d）?辐射式：光源本身是被测物，被测物发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数。1）模拟式光电传感器第32页，共52页，星期日，2025年，2月5日光电数字式转速表天幕靶脉冲式光电传感器的作用方式是光电元件的输出仅有两种稳定状态，即通与断的开关状态，所以也称为光电元件的开关运用状态。2）脉冲式光电传感器第33页，共52页，星期日，2025年，2月5日231231(a)(b)光电数字式转速表工作原理图图(a)是在待测转速轴上固定一带孔的转速调置盘，在调置盘一边由白炽灯产生恒定光，透过盘上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，转速由该脉冲频率决定。在待测转速的轴上固定一个涂上黑白相间条纹的圆盘，它们具有不同的反射率。当转轴转动时，反光与不反光交替出现，光电敏感器件间断地接收光的反射信号，转换为电脉冲信号。2）脉冲式光电传感器-------光电数字式转速表第34页，共52页，星期日，2025年，2月5日2）脉冲式光电传感器--------天幕靶第35页，共52页，星期日，2025年，2月5日放大器控制机构可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。光控继电器数码相机数码相机使用CCD光敏器件代替胶卷感光成像其原理就是CCD元件的光电效应。光电管2）脉冲式光电传感器--------其它第36页，共52页，星期日，2025年，2月5日光导纤维光纤传感器的工作原理和典型结构5、光纤传感器第37页，共52页，星期日，2025年，2月5日1）光导纤维一、光导纤维的结构和传输原理中心圆柱体称为纤芯，由石英玻璃或塑料制成。纤芯外围的圆筒形外壳称为包层，通常也是由玻璃或塑料制成。包层外面有涂敷层，之外是一层塑料保护外套。光纤的结构示意图光纤的导光能力取决于纤芯和包层的性质，机械强度取决于塑料保护外套。第38页，共52页，星期日，2025年，2月5日一、光导纤维的结构和传输原理光纤的传输原理纤芯的折射率为n1；包层的折射率为n2；光纤传输的基础：光的全反射发生全反射的条件?n1＞n2相对折射率差用Δ表示Δ=1–n2/n1通常Δ为0.005～0.14。由Snell定律:1）光导纤维第39页，共52页，星期日，2025年，2月5日一、光导纤维的结构和传输原理光纤的传输原理若要使入射光线在纤芯和包层的界面上发生全反射，入射角应大于等于临界角即：1）光导纤维第40页，共52页，星期日，2025年，2月5日一、光导纤维的结构和传输原理能使光线在光纤内全反射的最大入射角θc可由上式求得，即NA称为光纤的数值孔径，它表示当入射光从外部介质射入光纤时，只有入射角小于θc的光才能在光纤中传播。1）光导纤维第41页，共52页，星期日，2025年，2月5日一、光导纤维的结构和传输原理反映了光纤与光源或探测器等元件耦合时的耦合效率，只有入射光处于θc的光锥内,光纤才能导光。一般希望有大的数值孔径，这有利于耦合效率的提高，但数值孔径过大，会造成光信号畸变。数值孔径：与光纤的几何尺寸无关，仅与纤芯和包层的折射率有关。可将NA值做的很大，但横截面积却很小，使得光纤柔软且可弯曲。1）光导纤维第42页，共52页，星期日，2025年，2月5日二、光导纤维的种类1.按折射变化：阶跃型：光导纤维的纤芯与包层间的折射率是突变的。渐变型：光纤横截面中心处折射率最大，其值有中心向外逐渐变小，到纤芯边界边时变为包层折射率。1）光导纤维第43页，共52页，星期日，2025年，2月5日性能较差。容易制造，连接耦合比较方便。这种光纤常用于非功能型光纤传感器。二、光导纤维的种类2.按其传输模式能形成驻波的光线称为“模”。“