光电式传感器的应用与发展

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1、光电式传感器的应用与发展姓名：李振学号：0905072016系别：电子信息与电气工程系班级：09级自动化（1）班时间：2011年12月24日目录光电式传感器的介绍光电式传感器的物理特性光电式传感器基本原理光电传感器分类光电转换元件光电传感器的特点光电传感器的应用光电传感器的发展趋势总述光电式传感器的介绍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

2、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。光电式传感器的物理特性1）外光电效应在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等2)内光电效应在光电作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光电晶体管等。3）光电伏特效应在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的

3、光电元件有光电池等。基本原理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.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元

4、件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关。光电传感器分类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。2）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。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。4)扩散反射式光

5、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。5)光纤式光电开关把发光器发出的光用光纤引导到检测点，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。光电转换元件光电转换元件的种类很多，常用的元件有光电管，光敏电阻，光电池等。限于篇幅这里我们着重讲解光电管的有关特性。光电管光电管的特性主要取决于光电极的材料，其基本的特性是光谱特性，光电特性和伏安特性。①光谱特性用单位辐射通量不同波长的光分别照射光电管，在光电管上产生大小不同的光电流。②光电特性光电管在固定阳极电压下，光通量与光电流(阳极电流)之间的关系称为光

6、电特性。③伏安特性光电管在光通量一定的情况下，阳极电压与阳极电流的关系称为伏安特性。光电传感器的特点1.光电传感器元件的应用特点1)光敏电阻。输出电流大、受温度的影响小、抗干扰能力强、可靠性高，器件本身不容易发生故障，但响应时间慢。2)光电二极管和光电三极管。灵敏度高、响应时间快，但受温度影响比较大、受光面小、方向性强、抗干扰能力弱。不同型号的管子对光谱响应差异大。3)光电池。受光面积大、输出电流小、灵敏度高、响应速度快、光谱比较宽、受温度影响小、抗干扰能力强。2.光电传感器的应用特点1)检测距离长。如对射型保留大于十米的检测距离，便能实

7、现其他检测手段(磁性、超声波等)无法检测的对象。2)检测物体种类多。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，不仅对金属，而且对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体都能进行检测。3)响应时间短。光速高、且传感器的电路都由电子元件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。4)分辨率高。通过设计技术使投光的光束集中在小光点，或通过构成特殊受光的光学系统实现高分辨率，可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。5)非接触检测。可非机械性接触检测物体，不会对检测物体和传感器造成损伤，传感器能长期使用。6)颜色判别。通过检测物体形成光的反射率和吸

8、收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合的差异。对检测物体的颜色进行检测。7)易于调整。在投射可视光的类型中，投光的光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。光电式带材跑偏检测器带