光電傳感器 ppt課件

1、PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： 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。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(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、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)

2、多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外鐳射光）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。.原理由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器.模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換.成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(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.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物

3、,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)出的光投射到被測物上,再從被測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,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān).光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，當(dāng)無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很?。?amp;micro;A），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。.光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大，一般光

4、敏三極管只引出兩個極發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。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。工作時集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+）Icbo（很小），比一般三極管的穿透電流還??；當(dāng)有光照時，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流Ic=（1+）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。.光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(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、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，

5、發(fā)射的光束一般來源于半導(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。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。.槽型光電傳感器把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關(guān)便動作，輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。.對射型光電傳感器，若把發(fā)光器和收

6、光器分離開，就可使檢測距離加大，一個發(fā)光器和一個收光器組成對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。對射式光電開關(guān)的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用對射式光電開關(guān)時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。.反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用，稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來再被收光器收到;一旦被檢測物擋住光路，收光器收不到光時，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號。.擴散反射型光電開關(guān)擴散反射型光電開關(guān)的檢測頭里也裝

7、有一個發(fā)光器和一個收光器，但擴散反射型光電開關(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。在檢測時，當(dāng)檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關(guān)信號。.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、接收器和檢測電路。發(fā)射器帶一個校準(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真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個小的白熾燈做為光源，這些小而堅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，只是它的管殼上開有一個嵌著玻

8、璃的窗口，以便于光線射入，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)無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當(dāng)有光照時，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。.應(yīng)用一、煙塵濁度監(jiān)測儀一、煙塵濁度監(jiān)測儀防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任防止工業(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，因此必須對煙先要知道煙塵排放量，因此必須對煙塵源進(jìn)行監(jiān)測、自動顯示和超標(biāo)報警。塵源進(jìn)行監(jiān)測、自動顯示和超標(biāo)報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道煙道里的煙塵濁度是用通

9、過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。.二、條形碼掃描筆二、條形碼掃描筆當(dāng)掃描筆頭在條形碼上移動時，若當(dāng)掃描筆頭在條形碼上移動時，若遇到黑色線條，發(fā)光二極管的光線將遇到黑色線條，發(fā)光二極管的光線將被黑線吸收，光敏三極管接收不到反被黑線吸收，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)射光，呈高阻

10、抗，處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線，被反射到光敏三極管的基極，的光線，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。整個光敏三極管產(chǎn)生光電流而導(dǎo)通。整個條形碼被掃描過之后，光敏三極管將條形碼被掃描過之后，光敏三極管將條形碼變形一個個電脈沖信號，該信條形碼變形一個個電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整形后便形成脈沖列，再號經(jīng)放大、整形后便形成脈沖列，再經(jīng)計算機處理，完成對條形碼信息的經(jīng)計算機處理，完成對條形碼信息的識別。識別。.三、產(chǎn)品計數(shù)器三、產(chǎn)品計數(shù)器產(chǎn)品在傳送帶上運行時，不產(chǎn)品在傳送帶上運行時，不斷地遮擋光源到光電傳感器的斷地遮擋光源

11、到光電傳感器的光路，使光電脈沖電路產(chǎn)生一光路，使光電脈沖電路產(chǎn)生一個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次，光電傳感器電路便產(chǎn)生一次，光電傳感器電路便產(chǎn)生一個脈沖信號，因此，輸出的一個脈沖信號，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目，該脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目，該脈沖經(jīng)計數(shù)電路計數(shù)并由顯示脈沖經(jīng)計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來。電路顯示出來。.四、光電式煙霧報警器四、光電式煙霧報警器沒有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光沒有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直線傳播，光電三極管沒有接收信線直線傳播，光電三極管沒有接收信號。沒有輸出，有煙霧時，發(fā)光二極號。沒有輸出，有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線被煙

12、霧顆粒折射，使三管發(fā)出的光線被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線，有信號輸出，發(fā)出極管接受到光線，有信號輸出，發(fā)出報警。報警。.六、光電池在光電檢測和自動控制方面的應(yīng)用六、光電池在光電檢測和自動控制方面的應(yīng)用光電池作為光電探測使用時，其基本原理與光敏二極光電池作為光電探測使用時，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。由于光電池工作時不需要外加電壓；光電轉(zhuǎn)換效率高，光于光電池工作時不需要外加電壓；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