光电色敏传感器81 (1)

1、123hE 456789gEhcgEchgEh101112131415161718192021222324252602021Amh2728 293031323334353637 型型 号号 光光 谱谱 响响 应应范范 围围 (A。) 最最 佳佳 灵灵 敏敏度度 波波 长长 (A。) 最最 小小 阴阴 极极灵灵 敏敏 度度(uA/lm) 阳阳 极极 工工作作 电电 压压(V) 暗暗 电电 流流(A) 环环 境境温温 度度() GD-5 2000 6000 3800 4200 30 3 30 0 3 31 10 0- -1 11 1 5 - 35 GD-6 6000 11000 7000 9000

2、 10 3 30 0 8 81 10 0- -1 11 1 5 - 35 GD-7 3000 8500 4500 45 1 10 00 0 8 81 10 0- -1 11 1 40 3839404142)48( i /Ini43444546梳状电极光电导透光窗口外壳绝缘基体玻璃支柱引脚AA47484950515253545556575859606162636465666768697071NNP7273 存在一个最佳灵敏度波长存在一个最佳灵敏度波长74204060801000Lx75767778798081828384858687SiO2。88二、光固态图象传感器 光固态图象传感器由光敏元件阵

3、列光敏元件阵列和电荷转移器件电荷转移器件集合而成。它的核心是电荷转移器件电荷转移器件CTD(Charge Transfer Device),最常用的是电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)。CCD自1970年问世以后，由于它的低噪声等特点，CCD图象传感器广泛的被应用在微光电视摄像、信息存储和信息处理等方面。1 1CCDCCD的结构和基本原理的结构和基本原理P型Si耗尽区电荷转移方向123输出栅输入栅输入二极管输出二极管 SiO2 CCD的MOS结构89 CCD是由若干个电荷耦合单元组成，该单元的结构如图所示。CCD的最小单元是在P型（或N型）硅衬底上生长一层厚度约为

4、120nm的SiO2，再在SiO2层上依次沉积铝电极而构成MOS的电容式转移器。将MOS阵列加上输入、输出端，便构成了CCD。 当向SiO2表面的电极加正偏压时，P型硅衬底中形成耗尽区（势阱），耗尽区的深度随正偏压升高而加大。其中的少数载流子（电子）被吸收到最高正偏压电极下的区域内（如图中1极下），形成电荷包（势阱）。对于N型硅衬底的CCD器件，电极加正偏压时，少数载流子为空穴。902 2面型面型CCDCCD图像传感器图像传感器 面型CCD图像传感器由感光区、信号存储区和输出转移部分组成。目前存在三种典型结构形式，如图所示。 图(a)所示结构由行扫描电路、垂直输出寄存器、感光区和输出二极管组成

5、。行扫描电路将光敏元件内的信息转移到水平（行）方向上，由垂直方向的寄存器将信息转移到输出二极管，输出信号由信号处理电路转换为视频图像信号。这种结构易于引起图像模糊。9192939495光电传感器的应用光电传感器的应用n光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成，如图组成，如图7.3.1所示。图中，所示。图中，1是光源发出的光信是光源发出的光信号，号，2是光电器件接受的光信号，被测量可以是是光电器件接受的光信号，被测量可以是x1或者或者x2，它们能够分别造成光源本身或光学通路的变它们能够分别造成光源本身或光学通路的变化，从而影响传感器输出的电

6、信号化，从而影响传感器输出的电信号I。96模拟式光电传感器模拟式光电传感器光电元件接受的光通量随被测量连续变化，因此，输出的光电元件接受的光通量随被测量连续变化，因此，输出的光电流也是连续变化的，并与被测量呈确定函数关系，光电流也是连续变化的，并与被测量呈确定函数关系，1)光源本身是被测物，它发出的光投射到光电元件上，光光源本身是被测物，它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，电元件的输出反映了光源的某些物理参数，a）这种型）这种型式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计。式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计。 2)恒定光源发射的光通量穿过被测物，其中一部分

7、被吸恒定光源发射的光通量穿过被测物，其中一部分被吸收，剩余部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物收，剩余部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物的某些参数。的某些参数。b）所示。可用于测量透明度、混浊度。）所示。可用于测量透明度、混浊度。973)3)恒定光源发射的光通量投射到被测物上，由被测物表恒定光源发射的光通量投射到被测物上，由被测物表面反射后再投射到光电元件上，如图面反射后再投射到光电元件上，如图c c）所示。反射）所示。反射光的强弱取决于被测物表面的性质和状态，因此可用光的强弱取决于被测物表面的性质和状态，因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等。于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等

8、。4)4)从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡，使投射到光电元件上的光通量减弱，到被测物的遮挡，使投射到光电元件上的光通量减弱，光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。如图光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。如图7.3.27.3.2）所示。这种传感器可用于工件尺寸测量、振）所示。这种传感器可用于工件尺寸测量、振动测量等场合。动测量等场合。98透射式光电传感器及在烟尘浊度监测的应用透射式光电传感器及在烟尘浊度监测的应用 透射型透射型BYD3M.TDT光电传感器使用示意图光电传感器使用示意图 吸收式烟尘浊度监测系统组成框图吸

9、收式烟尘浊度监测系统组成框图 99 光电式带材跑偏检测器光电式带材跑偏检测器 检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向,从从而为纠偏控制电路提供纠偏信号而为纠偏控制电路提供纠偏信号,主要用于印染、送纸、主要用于印染、送纸、胶片、磁带生产过程中。原理如图所示。光源发出的光胶片、磁带生产过程中。原理如图所示。光源发出的光线经过透镜线经过透镜1会聚为平行光束会聚为平行光束,投向透镜投向透镜2,随后被会聚到随后被会聚到光敏电阻上。在平行光束到达透镜光敏电阻上。在平行光束到达透镜2的途中的途中,有部分光线有部分光线受到被测带材的遮挡受到被测带材的遮挡,使传

10、到光敏电阻的光通量减少。使传到光敏电阻的光通量减少。 100 包装充填物高度检测包装充填物高度检测 用容积法计量包装的成品，除了对重量有一定误差范围要求外，用容积法计量包装的成品，除了对重量有一定误差范围要求外，一般还对充填高度有一定的要求，以保证商品的外观质量，不符合一般还对充填高度有一定的要求，以保证商品的外观质量，不符合充填高度的成品将不许出厂。如图所示为借助光电检测技术控制充充填高度的成品将不许出厂。如图所示为借助光电检测技术控制充填高度的原理。当充填高度偏差太大时，光电接头没有电信号，填高度的原理。当充填高度偏差太大时，光电接头没有电信号，即由执行机构将包装物品推出进行处理。即由执行机构将包装物品推出进行处理。 利用光电开关还可以进行产品流水线上的产量统计、对装配件利用光电开关还可以进行产品流水线上的产量统计、对装配件是否到位及装配质量进行检测，例如灌装时瓶盖是否压上、商标是是否到位及装配质量进行检测，例如灌装时瓶盖是否压上、商标是否漏贴，以及送料机构是否断料等。否漏贴，以及送料机构是否断料等。 101脉冲式光电传感器脉冲式光电传感器在这种传感器中，