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PPT模板下載 光電傳感器 概述 光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器 它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量 如光強(qiáng) 光照度 輻射測(cè)溫 氣體成分分析等 也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量 如零件直徑 表面粗糙度 應(yīng)變 位移 振動(dòng) 速度 加速度 以及物體的形狀 工作狀態(tài)的識(shí)別等 光電式傳感器具有非接觸 響應(yīng)快 性能可靠等特點(diǎn) 光電檢測(cè)方法具有精度高 反應(yīng)快 非接觸等優(yōu)點(diǎn) 而且可測(cè)參數(shù)多 傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 形式靈活多樣 因此 光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛 光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件 它是把光信號(hào) 紅外 可見(jiàn)及紫外鐳射光 轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件 原理 由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測(cè)控系統(tǒng)是多種多樣的 按光電元件 光學(xué)測(cè)控系統(tǒng) 輸出量性質(zhì)可分二類(lèi) 即模擬式光電傳感器和脈沖 開(kāi)關(guān) 式光電傳感器 模擬式光電傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換 成連續(xù)變化的光電流 它與被測(cè)量間呈單值關(guān)系 模擬式光電傳感器按被測(cè)量 檢測(cè)目標(biāo)物體 方法可分為透射 吸收 式 漫反射式 遮光式 光束阻檔 三大類(lèi) 所謂透射式是指被測(cè)物體放在光路中 恒光源發(fā)出的光能量穿過(guò)被測(cè)物 部份被吸收后 透射光投射到光電元件上 所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測(cè)物上 再?gòu)谋粶y(cè)物體表面反射后投射到光電元件上 所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測(cè)物光遮其中一部份 使投射到光電元件上的光通量改變 改變的程度與被測(cè)物體在光路位置有關(guān) 光敏二極管是最常見(jiàn)的光傳感器 光敏二極管的外型與一般二極管一樣 當(dāng)無(wú)光照時(shí) 它與普通二極管一樣 反向電流很小 A 稱(chēng)為光敏二極管的暗電流 當(dāng)有光照時(shí) 載流子被激發(fā) 產(chǎn)生電子 空穴 稱(chēng)為光電載流子 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外 還有對(duì)電信號(hào)放大的功能 光敏三級(jí)管的外型與一般三極管相差不大 一般光敏三極管只引出兩個(gè)極 發(fā)射極和集電極 基極不引出 管殼同樣開(kāi)窗口 以便光線(xiàn)射入 為增大光照 基區(qū)面積做得很大 發(fā)射區(qū)較小 入射光主要被基區(qū)吸收 工作時(shí)集電結(jié)反偏 發(fā)射結(jié)正偏 在無(wú)光照時(shí)管子流過(guò)的電流為暗電流Iceo 1 Icbo 很小 比一般三極管的穿透電流還小 當(dāng)有光照時(shí) 激發(fā)大量的電子 空穴對(duì) 使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大 此刻流過(guò)管子的電流稱(chēng)為光電流 集電極電流Ic 1 Ib 可見(jiàn)光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度 光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的 光電傳感器在一般情況下 有三部分構(gòu)成 它們分為 發(fā)送器 接收器和檢測(cè)電路 發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束 發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源 發(fā)光二極管 LED 激光二極管及紅外發(fā)射二極管 光束不間斷地發(fā)射 或者改變脈沖寬度 接收器有光電二極管 光電三極管 光電池組成 在接收器的前面 裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等 在其后面是檢測(cè)電路 它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào) 分類(lèi)和工作方式 槽型光電傳感器把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)組成槽形光電 發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光 在無(wú)阻情況下光接收器能收到光 但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí) 光被遮擋 光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作 輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào) 切斷或接通負(fù)載電流 從而完成一次控制動(dòng)作 槽形開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米 對(duì)射型光電傳感器 若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi) 就可使檢測(cè)距離加大 一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān) 簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米 使用對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè) 檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路 收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào) 反光板型光電開(kāi)關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi) 在前方裝一塊反光板 利用反射原理完成光電控制作用 稱(chēng)為反光板反射式 或反射鏡反射式 光電開(kāi)關(guān) 正常情況下 發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來(lái)再被收光器收到 一旦被檢測(cè)物擋住光路 收光器收不到光時(shí) 光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作 輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào) 擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器 但擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān)前方?jīng)]有反光板 正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的 在檢測(cè)時(shí) 當(dāng)檢測(cè)物通過(guò)時(shí)擋住了光 并把光部分反射回來(lái) 收光器就收到光信號(hào) 輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào) 結(jié)構(gòu)分析 光電傳感器通常由三部分構(gòu)成 它們分別為 發(fā)送器 接收器和檢測(cè)電路 發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭 將光聚焦射向接收器 接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上 在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源 這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形 接收器有光電二極管 光電三極管及光電池組成 光敏二極管是現(xiàn)在最常見(jiàn)的傳感器 光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣 只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著玻璃的窗口 以便于光線(xiàn)射入 為增加受光面積 PN結(jié)的面積做得較大 光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下 并與負(fù)載電阻相串聯(lián) 當(dāng)無(wú)光照時(shí) 它與普通二極管一樣 反向電流很小稱(chēng)為光敏二極管的暗電流 當(dāng)有光照時(shí) 載流子被激發(fā) 產(chǎn)生電子 空穴 稱(chēng)為光電載流子 應(yīng)用 一 煙塵濁度監(jiān)測(cè)儀防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一 為了消除工業(yè)煙塵污染 首先要知道煙塵排放量 因此必須對(duì)煙塵源進(jìn)行監(jiān)測(cè) 自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警 煙道里的煙塵濁度是用通過(guò)光在煙道里傳輸過(guò)程中的變化大小來(lái)檢測(cè)的 如果煙道濁度增加 光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加 到達(dá)光檢測(cè)器的光減少 因而光檢測(cè)器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化 二 條形碼掃描筆當(dāng)掃描筆頭在條形碼上移動(dòng)時(shí) 若遇到黑色線(xiàn)條 發(fā)光二極管的光線(xiàn)將被黑線(xiàn)吸收 光敏三極管接收不到反射光 呈高阻抗 處于截止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)遇到白色間隔時(shí) 發(fā)光二極管所發(fā)出的光線(xiàn) 被反射到光敏三極管的基極 光敏三極管產(chǎn)生光電流而導(dǎo)通 整個(gè)條形碼被掃描過(guò)之后 光敏三極管將條形碼變形一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào) 該信號(hào)經(jīng)放大 整形后便形成脈沖列 再經(jīng)計(jì)算機(jī)處理 完成對(duì)條形碼信息的識(shí)別 三 產(chǎn)品計(jì)數(shù)器產(chǎn)品在傳送帶上運(yùn)行時(shí) 不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路 使光電脈沖電路產(chǎn)生一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào) 產(chǎn)品每遮光一次 光電傳感器電路便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào) 因此 輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目 該脈沖經(jīng)計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)并由顯示電路顯示出來(lái) 四 光電式煙霧報(bào)警器沒(méi)有煙霧時(shí) 發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)直線(xiàn)傳播 光電三極管沒(méi)有接收信號(hào) 沒(méi)有輸出 有煙霧時(shí) 發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)被煙霧顆粒折射 使三極管接受到光線(xiàn) 有信號(hào)輸出 發(fā)出報(bào)警 六 光電池在光電檢測(cè)和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用光電池作為光電探測(cè)使用時(shí) 其基本原理與光敏二極管相同 但它們的基本結(jié)構(gòu)和制造工藝不完全相同 由于光電池工作時(shí)不需要外加電壓 光電轉(zhuǎn)換效率高 光譜范圍寬 頻率特性好 噪聲低等 它已廣泛地用于光電讀出 光電耦合 光柵測(cè)距 激光準(zhǔn)直 電影還音 紫外光監(jiān)視器和燃?xì)廨啓C(jī)的熄火保護(hù)裝置等 Thanks PPT模板下載