光電色敏傳感器81 (1)

1、123hE 456789gEhcgEchgEh101112131415161718192021222324252602021Amh2728 293031323334353637 型型 號號 光光 譜譜 響響 應(yīng)應(yīng)范范 圍圍 (A。) 最最 佳佳 靈靈 敏敏度度 波波 長長 (A。) 最最 小小 陰陰 極極靈靈 敏敏 度度(uA/lm) 陽陽 極極 工工作作 電電 壓壓(V) 暗暗 電電 流流(A) 環(huán)環(huán) 境境溫溫 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梳狀電極光電導(dǎo)透光窗口外殼絕緣基體玻璃支柱引腳AA47484950515253545556575859606162636465666768697071NNP7273 存在一個最佳靈敏度波長存在一個最佳靈敏度波長74204060801000Lx75767778798081828384858687SiO2。88二、光固態(tài)圖象傳感器 光固態(tài)圖象傳感器由光敏元件陣

3、列光敏元件陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件電荷轉(zhuǎn)移器件集合而成。它的核心是電荷轉(zhuǎn)移器件電荷轉(zhuǎn)移器件CTD(Charge Transfer Device),最常用的是電荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)。CCD自1970年問世以后，由于它的低噪聲等特點，CCD圖象傳感器廣泛的被應(yīng)用在微光電視攝像、信息存儲和信息處理等方面。1 1CCDCCD的結(jié)構(gòu)和基本原理的結(jié)構(gòu)和基本原理P型Si耗盡區(qū)電荷轉(zhuǎn)移方向123輸出柵輸入柵輸入二極管輸出二極管 SiO2 CCD的MOS結(jié)構(gòu)89 CCD是由若干個電荷耦合單元組成，該單元的結(jié)構(gòu)如圖所示。CCD的最小單元是在P型（或N型）硅襯底上生長一層厚度約為

4、120nm的SiO2，再在SiO2層上依次沉積鋁電極而構(gòu)成MOS的電容式轉(zhuǎn)移器。將MOS陣列加上輸入、輸出端，便構(gòu)成了CCD。 當向SiO2表面的電極加正偏壓時，P型硅襯底中形成耗盡區(qū)（勢阱），耗盡區(qū)的深度隨正偏壓升高而加大。其中的少數(shù)載流子（電子）被吸收到最高正偏壓電極下的區(qū)域內(nèi)（如圖中1極下），形成電荷包（勢阱）。對于N型硅襯底的CCD器件，電極加正偏壓時，少數(shù)載流子為空穴。902 2面型面型CCDCCD圖像傳感器圖像傳感器 面型CCD圖像傳感器由感光區(qū)、信號存儲區(qū)和輸出轉(zhuǎn)移部分組成。目前存在三種典型結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。 圖(a)所示結(jié)構(gòu)由行掃描電路、垂直輸出寄存器、感光區(qū)和輸出二極管組成

5、。行掃描電路將光敏元件內(nèi)的信息轉(zhuǎn)移到水平（行）方向上，由垂直方向的寄存器將信息轉(zhuǎn)移到輸出二極管，輸出信號由信號處理電路轉(zhuǎn)換為視頻圖像信號。這種結(jié)構(gòu)易于引起圖像模糊。9192939495光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用n光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成，如圖組成，如圖7.3.1所示。圖中，所示。圖中，1是光源發(fā)出的光信是光源發(fā)出的光信號，號，2是光電器件接受的光信號，被測量可以是是光電器件接受的光信號，被測量可以是x1或者或者x2，它們能夠分別造成光源本身或光學(xué)通路的變它們能夠分別造成光源本身或光學(xué)通路的變化，從而影響傳感器輸出的電

6、信號化，從而影響傳感器輸出的電信號I。96模擬式光電傳感器模擬式光電傳感器光電元件接受的光通量隨被測量連續(xù)變化，因此，輸出的光電元件接受的光通量隨被測量連續(xù)變化，因此，輸出的光電流也是連續(xù)變化的，并與被測量呈確定函數(shù)關(guān)系，光電流也是連續(xù)變化的，并與被測量呈確定函數(shù)關(guān)系，1)光源本身是被測物，它發(fā)出的光投射到光電元件上，光光源本身是被測物，它發(fā)出的光投射到光電元件上，光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù)，電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù)，a）這種型）這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計。式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計。 2)恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物，其中一部分

7、被吸恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物，其中一部分被吸收，剩余部分投射到光電元件上，吸收量取決于被測物收，剩余部分投射到光電元件上，吸收量取決于被測物的某些參數(shù)。的某些參數(shù)。b）所示?？捎糜跍y量透明度、混濁度。）所示。可用于測量透明度、混濁度。973)3)恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上，由被測物表恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上，由被測物表面反射后再投射到光電元件上，如圖面反射后再投射到光電元件上，如圖c c）所示。反射）所示。反射光的強弱取決于被測物表面的性質(zhì)和狀態(tài)，因此可用光的強弱取決于被測物表面的性質(zhì)和狀態(tài)，因此可用于測量工件表面粗糙度、紙張的白度等。于測量工件表面粗糙度、紙張的白度等

8、。4)4)從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達光電元件的途中受從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達光電元件的途中受到被測物的遮擋，使投射到光電元件上的光通量減弱，到被測物的遮擋，使投射到光電元件上的光通量減弱，光電元件的輸出反映了被測物的尺寸或位置。如圖光電元件的輸出反映了被測物的尺寸或位置。如圖7.3.27.3.2）所示。這種傳感器可用于工件尺寸測量、振）所示。這種傳感器可用于工件尺寸測量、振動測量等場合。動測量等場合。98透射式光電傳感器及在煙塵濁度監(jiān)測的應(yīng)用透射式光電傳感器及在煙塵濁度監(jiān)測的應(yīng)用 透射型透射型BYD3M.TDT光電傳感器使用示意圖光電傳感器使用示意圖 吸收式煙塵濁度監(jiān)測系統(tǒng)組成框圖吸

9、收式煙塵濁度監(jiān)測系統(tǒng)組成框圖 99 光電式帶材跑偏檢測器光電式帶材跑偏檢測器 檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向,從從而為糾偏控制電路提供糾偏信號而為糾偏控制電路提供糾偏信號,主要用于印染、送紙、主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。原理如圖所示。光源發(fā)出的光膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。原理如圖所示。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡線經(jīng)過透鏡1會聚為平行光束會聚為平行光束,投向透鏡投向透鏡2,隨后被會聚到隨后被會聚到光敏電阻上。在平行光束到達透鏡光敏電阻上。在平行光束到達透鏡2的途中的途中,有部分光線有部分光線受到被測帶材的遮擋受到被測帶材的遮擋,使傳

10、到光敏電阻的光通量減少。使傳到光敏電阻的光通量減少。 100 包裝充填物高度檢測包裝充填物高度檢測 用容積法計量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，用容積法計量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，一般還對充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質(zhì)量，不符合一般還對充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質(zhì)量，不符合充填高度的成品將不許出廠。如圖所示為借助光電檢測技術(shù)控制充充填高度的成品將不許出廠。如圖所示為借助光電檢測技術(shù)控制充填高度的原理。當充填高度偏差太大時，光電接頭沒有電信號，填高度的原理。當充填高度偏差太大時，光電接頭沒有電信號，即由執(zhí)行機構(gòu)將包裝物品推出進行處理。即由執(zhí)行機構(gòu)將包裝物品推出進行處理。 利用光電開關(guān)還可以進行產(chǎn)品流水線上的產(chǎn)量統(tǒng)計、對裝配件利用光電開關(guān)還可以進行產(chǎn)品流水線上的產(chǎn)量統(tǒng)計、對裝配件是否到位及裝配質(zhì)量進行檢測，例如灌裝時瓶蓋是否壓上、商標是是否到位及裝配質(zhì)量進行檢測，例如灌裝時瓶蓋是否壓上、商標是否漏貼，以及送料機構(gòu)是否斷料等。否漏貼，以及送料機構(gòu)是否斷料等。 101脈沖式光電傳感器脈沖式光電傳感器在這種傳感器中，