光电传感器的发展及应用.ppt

光电传感器的应用和发展,10级电气自动化3班 位全杰：20102003745,光电效应和光电元件,外光电效应: 在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管 内光电效应: 在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻等属于这类光电器件。 阻挡层光电效应(光生伏特效应): 在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等,下一页,返 回,1 光电管,当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子， 电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有电子流，在外电路中便产生了电流。,上一页,下一页,返 回,2 光电倍增管,在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流就很小， 光电倍增管：放大光电流 组成：光电阴极+若干倍增极+阳极,上一页,下一页,返 回,3光敏电阻,1.玻璃 2.光电导层 3.电极 4.绝缘衬底 5.金属壳 6.黑色绝缘玻璃 7.引线,光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响， 因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。,上一页,下一页,返 回,4光敏晶体管,与一般晶体管很相似，具有两个pn结。把光信号转换为电信号同时，又将信号电流加以放大。,上一页,下一页,返 回,5 光电池,直接将光能转换为电能的光电器件，是一个大面积的pn结。当光照射到pn结上时，便在pn结的两端产生电动势(p区为正，n区为负) 。 用导线将pn结两端用导线连接起来，就有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至n区。若将电路断开，就可以测出光生电动势。,上一页,下一页,返 回,8,光电池外形,光敏面,9,能提供较大电流的大面积光电池外形,10,光电池在动力方面的应用,太阳能赛车,太阳能 硅光电池板,11,光电池在动力方面的应用,太阳能发电,12,光电池在动力方面的应用,光电池在人造卫星上的应用,6 光电式传感器的应用,模拟式传感器 脉冲式传感器,上一页,下一页,返 回,1 模拟式光电传感器,基于光电器件的光电流随光通量而发生变化，是光通量的函数 。 对于光通量的任意一个选定值，对应的光电流就有一个确定的值，而光通量又随被测非电量的变化而变化，这样光电流就成为被测非电量的函数。,上一页,下一页,返 回,15,1.光电式浊度计和含沙量测量,将装有浊水的试管插入仪器中,16,图 7.1.7 光电比色计的工作原理,光电比色计：,17,光电式浊度计工作原理,1恒流源 2半导体激光器 3半反半透镜 4反射镜 5被测水样 6、9光电池 7、10电流/电压转换器 8标准水样,参比通道,被测物吸收光通量,18,2.无线烟雾报警器,可发出高分贝笛鸣声的蜂鸣器,19,反射式烟雾报警器,在没有烟雾时，由于红外对管相互垂直，烟雾室内又涂有黑色吸光材料，所以红外LED发出的红外光无法到达红外光敏三极管。,当烟雾进入烟雾室后，烟雾的固体粒子对红外光产生漫反射（图中只画出几个微粒的反射示意），使部分红外光到达光敏三极管，有光电流输出。,被测物体反射光通量,2 脉冲式光电传感器,光电器件的输出仅有两个稳定状态，也就是“通”与“断”的开关状态。 光电器件受光照时，有电信号输出，光电器件不受光照时，无电信号输出。属于这一类的大多是作继电器和脉冲发生器应用的光电传感器，如测量线位移、线速度、角位移、角速度(转速)的光电脉冲传感器等等。,上一页,下一页,返 回,光电式数字转速表,上一页,返 回,22,此光电式转速表属于反射式光电传感器，它可以在距被测物数十毫米外非接触地测量其转速。,n =60( f /z ),23,水泵转速测量,24,4.光电式带材跑偏检测器,光电传感器,带材走偏时，边缘经常与传送机械发生碰撞，易出现卷边，造成废品。,当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带材跑偏的方向及大小。,光电传感器的发展前景,时代在发展，科学技术在更新，光电传感器种类也日益增多，应用领域也越来越广泛，例如近来一种红外光电传感器已在智能车方面得了到应用，其中一种