第二章光电式传感器

光电式传感器工作原理
光电式传感器利用光电效应的原理来感知物体的存在或测量物体的位置、距离等信息。

其工作原理如下：
1. 光电效应：光电效应是指当光线照射到某些物质表面时，能够使物质中的电子获得足够的能量从而从原子或分子中脱离出来。

这些脱离的电子称为光电子。

2. 光电传感器结构：光电式传感器通常由光源、探测器和信号处理电路组成。

光源一般为发光二极管（LED）或激光二极管（LD），用来发射光束。

探测器一般为光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光电二极管等，用来接收光束。

信号处理电路则用来处理探测器接收到的光强信号，并将其转化为电信号输出。

3. 功能原理：光电式传感器的工作原理可以分为两种不同的方式。

- 光电隔离式：光源和探测器分别位于传感器的两侧，通过
光束在两侧之间的遮挡来感知物体的存在。

当物体遮挡了光束，探测器接收到的光强就会减弱，从而触发传感器输出信号。

这种方式常用于物体检测、计数和测量等应用。

- 反射式：光源和探测器位于同一侧，通过物体对光线的反
射来感知物体的存在或测量物体的位置。

当光束照射到物体上并反射回探测器时，探测器接收到的光强会发生变化，从而触发传感器输出信号。

这种方式常用于物体的位置检测和距离测
量等应用。

总的来说，光电式传感器利用光电效应，通过光源和探测器的组合来感知物体的存在或测量物体的位置、距离等信息。

不同的工作方式可以适用于不同的应用场景。

摘要摘要在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。

由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。

这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。

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、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。

关键字:光电元件传感器分类传感器应用摘要ABSTRACTThe photoelectric transducer adopts the photoelectric component as the transducer measuring the component. It changes the change measured into a change of the optical signal at first, then further change the optical signal into an electric signal through the photoelectric component. The photoelectric transducer is generally made up of light source, optical thorough fare and photoelectric component three parts. The photoelectric detection method has precision high, reacts fast, advantage of exposed to ing etc.s, and can examine the parameter more,the transducer is of simple structure, the form is flexible, so, it is very extensive that the photoelectricity type transducer is employed in measuring and controlling. The photoelectric transducer realizes the key component that the photoelectricity changes in various photoelectric detection systems, it change into electric device of signal optical signal (infrared can seeing and purple other ray radiation). The photoelectricity type transducer is regarded photoelectric device as and changed the transducer of the component. It was not electric consumption that it caused the light quantity to change directly that it can be used for measuring, only strong, illuminance, radiation examine warmly, the gas composition is analyzed etc.; Other ones that can also be used and measured and can change into a light quantity and change are not the electric consumption such as part diameter, surface roughness, meets an emergency, the displacement, vibration, pace, acceleration, and the form of object, discernment of working state,etc.. The photoelectricity type transducer is not exposed to, respond the fast, reliable characteristic of performance, so won extensive application in the industrial automation device and machine philtrum. In recent years, new Devices photoelectric constantly emerge, especially CCD picture the births of transducer, transducers photoelectric the further to last chapter innovated to turn on.Keywords:Photoelectric component Transducer classification Application of transducer目录第一章绪论 (1)1.1 传感器发展史 (1)1.2光电传感概述 (2)第二章光电传感器基本原理 (3)2.1 光电效应 (3)2.2 光电元件及特性 (3)2.3 光电传感器 (6)第三章 CCD传感器 (11)3.1 光固态图象传感器 (11)3.1.1 CCD的结构和基本原理 (11)3.1.2 线型CCD图像传感器 (12)3.1.3 面型CCD图像传感器 (13)3.2 C CD图像传感器应用 (15)3.2.1 工件尺寸检测 (15)3.2.2 CCD传感器在公共交通上的应用 (16) 第四章光纤传感器 (17)4.1 光纤传感器的原理和组成 (17)4.2 光纤传感器的类型及特点 (17)4.3 光纤传感器的应用领域 (18)4.4 光纤传感器(FOS)应用原理 (20) 4.5 光纤传感器的实际应用 (21) 4.5.1 光纤液位传感器 (22)4.5.2 电力工业中的应用 (22)第五章其它光电传感器 (25)5.1 高速光电二极管 (25)5.1.1 PIN结光电二极管 (25)5.1.2 雪崩光电二极管(APD) (26) 5.2 色敏光电传感器 (26)5.3 光位置传感器 (27)第六章总结与展望 (29)6.1 总结 (29)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (33)第一章绪论 1第一章绪论1.1 传感器发展史传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器,其测量技术、方法和特点的发展历程见表1。

光电式传感器的结构和功能光电式传感器是一种常用的传感器，它利用光电效应将光信号转化为电信号，从而实现对光照强度的检测和测量。

该传感器的结构和功能十分重要，下面我将为您详细介绍。

一、结构光电式传感器主要由发光器、接收器、滤波器和输出电路等组成。

1. 发光器：发光器通常由发光二极管（LED）组成，它能够将电能转化为光能。

当电流通过LED时，LED会发出特定波长的光线，这些光线被用于照射待测物体。

2. 接收器：接收器通常由光敏电阻或光敏二极管（光电二极管）组成，它能够将光能转化为电能。

当接收器接收到照射物体反射回来的光线时，光敏元件会产生对应的电压或电流信号。

3. 滤波器：滤波器的作用是将非目标波长的光线滤除，只保留目标波长的光线。

通过选择合适的滤波器，可以提高光电式传感器的灵敏度和准确度。

4. 输出电路：输出电路负责将接收到的电信号进行放大、滤波和转换，最终输出一个与光照强度相关的电信号。

这个信号可以被连接到其他电路或设备中进行进一步的处理或控制。

二、功能光电式传感器具有广泛的应用，其功能主要体现在以下几个方面：1. 光照检测：光电式传感器能够检测环境中的光照强度，根据光照强度的变化来判断是否需要进行照明或调节照明强度。

2. 物体检测：通过测量物体反射的光线强度，光电式传感器能够实现对物体的检测。

例如，在自动门控制系统中，光电式传感器可以检测到人或物体的到来，从而触发门的开启或关闭。

3. 颜色识别：光电式传感器可以根据物体反射的光线波长来识别物体的颜色。

这在工业自动化和机器人领域有着重要的应用。

4. 位置测量：光电式传感器可以通过测量物体反射光线的强度来判断物体的位置。

这在自动化控制和机器人导航中具有重要意义。

总结：光电式传感器的结构和功能使其成为现代工业和生活中不可或缺的重要设备。

它能够准确地检测和测量光照强度，并根据需要进行相应的控制和处理。

光电式传感器的应用范围广泛，例如照明系统、自动控制和机器人领域等，为人们的生活带来了便利和高效。

光电式传感器的检测方法光电式传感器是一种常见的传感器类型，它可以利用光电效应来检测目标物体的存在与否、位置或其他特定属性。

在本文中，我们将一步一步地介绍光电式传感器的检测方法。

第一步：确定检测目标在使用光电式传感器进行检测之前，我们首先需要确定我们要检测的目标是什么。

光电式传感器可以用来检测许多不同类型的物体，如金属、木材、纸张等。

根据目标物体的特性，我们可以选择合适的光电式传感器类型。

第二步：选择合适的光电式传感器根据目标物体的特性，我们可以选择合适的光电式传感器。

常见的光电式传感器类型包括对射式传感器、反射式传感器和光纤传感器。

对射式传感器由发光器和接收器组成，其工作原理是通过测量目标物体与传感器之间的光的遮挡程度来进行检测。

反射式传感器则是通过目标物体对发射出去的光进行反射来进行检测。

光纤传感器则通过传输光信号并检测信号的变化来进行检测。

第三步：安装光电式传感器一旦选择了合适的光电式传感器，我们需要将其正确地安装到目标物体的检测位置。

安装的位置和方式会影响传感器的检测性能。

通常情况下，光电式传感器应该被安装在一个适当的高度和角度，以便与目标物体进行有效的交互。

此外，我们还需要确保光电式传感器与外界环境的适应性，例如避免暴露在直接阳光下或湿度较高的环境中。

第四步：调整传感器的参数一旦光电式传感器安装完毕，我们需要根据具体的应用要求来调整传感器的参数。

这些参数包括灵敏度、响应时间、检测距离等。

通过调整这些参数，我们可以使光电式传感器适应不同的工作环境和目标物体的需求。

值得注意的是，在调整传感器参数时，我们需要根据实际情况进行适当的测试和调试，以确保传感器的准确性和稳定性。

第五步：进行测试和校准在光电式传感器安装和参数调整完成后，我们需要进行测试和校准来确保传感器的准确性和可靠性。

通过测试，我们可以验证光电式传感器是否能够准确地检测目标物体的存在与否，以及在不同条件下的工作性能。

如果测试结果不符合要求，我们可以根据实际情况进行校准，以提高传感器的检测性能。

传感器应用技术(答案) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII四、传感器技术的发展趋势教学目标课，你们想怎样上？方法：评分标准分组：评分标准：（100分制）第一章传感器基础什么是传感器？思考：人身上有传感器吗是什么类型传感器传感器传感器的应用第二章光电式传感器光电式传感器的分类：一、预习问题储料仓二、问题解答概念题1、什么是外光电效应、光电管？光电效应光子能量光子能量吸收光子能量外光电效应使电子逸出物体表面光电管：光电阴极光电阳极光电子光电流光照强度光阴极的灵敏度电阻上的电压一定函数关系2、什么是光电倍增管？若干个倍增极逐级轰击次级发射倍增极106～108倍于紫外/可见/近红外光光度计，旋光仪、糖度计，发光分光光度计等3、什么是内光电效应、光敏电阻？电阻率阻值电流内光电效应开关式光电信号电阻率低阻态阻值亮电流原值呈高阻态4、光电二极管、光电三极管的结构光电特性反向反向偏置反向电阻光电流与阳极电压U AUminI∮U AU AUzI∮UAI∮UQ。

5、请举光源本身是被测物的光电传感器应用实例。

直接照射某些物理参数6、请举被测物吸收光通量的光电传感器应用实例。

光通量光电元件吸收量1—恒流源 2—半导体激光器 3—半反半透镜 4—反射镜5—被测水样 6、9—光电池 7、10—电流/电压转换器8—标准水样恒定红外光部分红外光减弱7、请列举被测物体反射光通量的光电传感器应用实例。

反射反射光通量性质、状态和与光源之间的距离8、请举被测物遮挡光通量的光电传感器应用实例。

光通量减弱尺寸或位置正确位置零遮光面积方向及大小9、什么是光电开关？分别用图片介绍对射式、镜反射式、漫反射式、槽式、光纤式光电开关的用法。

靠近和通过强弱变化电流的变化电隔离的(即电缘绝)“通”与“断”n10、什么是计量光栅莫尔条纹的工作原理应用举例等节距刻线结构原理简单、计量精度高和分辨力强11、什么是光纤传感器其在检测温度、加速度方面怎么应用光纤自身直接接收长度、折射率、直径振幅（强度）、相位、波长和偏振方向被动式无需光源光强信号电信号考光束与测量光束光程差干涉效应电信号12、什么是红外线传感器有什么应用绝对零度热效应温度升高其他物理量自身的温度电信号光—热—电1、如图设计一套检测机构，检测输送带上往前输送的电路板的摆放位置是否正确。

光电式传感器的基本结构《光电式传感器的基本结构》光电式传感器是一种广泛应用于工业自动化控制领域的传感器，能够将光信号转换为电信号进行检测和测量。

其基本结构包含以下几个关键部分。

1. 光源：光电式传感器通常需要一个光源来提供光线。

光源可以是光电二极管、发光二极管或激光二极管等。

不同的应用需要不同类型的光源，以确保传感器能够产生足够的光强度。

2. 发射器：发射器是光电式传感器中的一个重要组成部分。

它将光源发出的光线聚焦并发射出去，用于照射被测物体。

发射器通常包括透镜、反射镜或光纤等，以确保光线能够准确照射到被测物体上。

3. 接收器：接收器是光电式传感器的另一个关键组成部分。

它用于接收并转换光线被被测物体反射或散射后返回的光信号。

接收器通常包括光敏元件，如光电二极管或光敏电阻等，用于将光信号转换为电信号。

4. 信号处理电路：光电式传感器的信号处理电路用于放大、滤波和处理接收到的光信号，以确保信号的稳定性和准确性。

信号处理电路通常包括放大器、滤波器和比较器等元件，可根据具体应用需求进行设计和配置。

5. 输出端口：输出端口是光电式传感器用于将检测结果输出的接口。

根据不同的应用需求，输出端口可以是开关量输出、模拟量输出或通信接口等。

开关量输出常用于检测目标是否存在或超过设定阈值，而模拟量输出则用于测量目标物体的距离、亮度或颜色等信息。

6. 外壳和保护措施：光电式传感器通常使用外壳来保护内部元件，并提供结构支撑。

外壳材质可以是金属、塑料或玻璃等，以适应不同的工作环境。

此外，还可以采取防尘、防水和防震等措施，以提高传感器的可靠性和耐久性。

总的来说，光电式传感器的基本结构包括光源、发射器、接收器、信号处理电路、输出端口以及外壳和保护措施。

这些组成部分协同工作，使得光电式传感器能够可靠地检测和测量目标物体的光信号。

随着科技的不断进步，光电式传感器将在更多领域发挥作用，并为工业自动化控制带来更多便利和效益。