光电传感器的应用与研究 毕业论文

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1、光电传感器的应用与研究摘要本论文首先介绍了液晶相物质的基础知识,包括液晶的形成、分类以及指向矢。然后对液晶的光学性质进行了详细的介绍，包括它的双折射、各向异性、偏振现象、宾主效应以及热光学效应，尤其是对本文中所要用到的向列相液晶的性质进行了重点介绍。然后参照有关文献，对宾主液晶全光系调焦透镜的原理进行了研究。这种液晶透镜装置，可以在不加外电场的情况下，用一个He-Ne激光光源（波长为633nm）作探测光，一个倍频ND:YAG激光光源(波长是532nm)作抽运光。利用温度对掺杂液晶的折射率的影响，通过改变透镜的参数以及抽运光的强度，引起液晶盒对光的吸收率的变化，使温度发生变化导致折射率

2、产生变化，从而来实现焦距的连续调节。关键词：宾主液晶；透镜；调焦器；原理31目录摘要1一、绪论31.1光电传感器概述31.2光电传感器发展4二、光电传感器的基本原理72.1光电效应72.2光电原件及特性82.3光电传感器11三、新型的光电传感器153.1CCD传感器153.2光纤传感器16四、其他的光电传感器204.1高速光电二极管204.3光位置传感器22五、光电传感器的应用235.1光电传感器的优点235.2光电传感器的具体应用举例23六、我对光电传感器的看法26七、结论2831一、绪论1.1光电传感器概述（1）定义光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变

3、化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。　光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、

4、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。（2）光电传感器的分类光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管（LED）、光电倍增管、光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件（光学测控系统）输出量性质，光电式传感器可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感器；模拟式光电传感器按被测量（检测目标物体）方法又可分为透射（吸

5、收）式、漫反射式、遮光式（光束阻挡）三大类。1．槽开光电开关把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。312．对射式光电开光若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为以射分离式光电开光，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，

6、检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。3．反光板反射式光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。4．扩散反射式光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关控制信号。光纤式光电开关把发光器发出的光用光

7、纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。（3）光电传感器的作用新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。如今，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。