传感器创新应用.docx

《集成传感器技术》
考核论文
题目:传感器的创新性应用
摘要
介绍了光敏传感器在汽车车灯上的创新设计,使汽车前照灯在不同路况实现自动控制,该设计利用3DU型光敏传感器构成控制电路,控制汽车前车灯的自动转换,从而达到将车灯亮度控制在一个安全适宜的范围内的目的。该系统能够根据周边环境的变化适时自动地调整自身的配光方式,提供更适合的照明范围、照明距离和照明角度,提高驾驶的安全性及舒适度。另外,还简述了几种传感器在其他领域的创新性应用设想。
关键词:传感器光敏传感器汽车
引言
通过学****张老师的《集成传感器技术》这门课程,我对传感器有了一定的初
步认识,了解到了多种传感器的原理、应用领域及其发展趋势,特别是对传感器的一些创新性应用很感兴趣,并萌发出了一些新的想法。本文具体介绍了光敏传感器在汽车车灯上的应用,同时也简述了传感器在其他领域的一些创新应用设计的设想。
21世纪,人类全面进入信息电子化的时代。作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感器技术,将是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。因此我们必须重视传感器技术的发展,加快产业化的进程,大力开发传感器在各种领域的创新性应用。整个论文内容主要分为以下几个部分:
;
;
;
。
第一部分光敏传感器在汽车车灯上的创新应用
一、市场分析
随着现代测量、控制和自动化技术的发展,传感器技术越来越受到人们的重视。特别是近年来,由于科学技术、经济发展及生态平衡的需要,传感器在各个领域中的作用也日益显著。在工业生产自动化、能源、交通等方面所开发的各种传感器,不仅代替了人的感官功能,并且在检测人的感官所不能感受的参数方面创造了十分有利的条件。
其在汽车行业的作用也日益重要,利用传感器制作的智能汽车就综合了汽车行业与传感器行业的优点,其通过安装在汽车前端的传感器,以一定的周期扫描,将扫描的结果经过信号处理后,自动判断前方障碍物,从而驱动汽车本身动力装置等实现自动控制。这只是传感器在汽车行业的一个应用,随着科技的不断进步,越来越多的汽车问题得以借用传感器技术得以解决。
汽车前照灯是安全驾驶重要的一环,人们对前照灯的各方面要求越来越高,然而传统的前照灯只具有近光和远光2 种固定照明模式,不能满足客户需求。
如汽车在转弯时,由于传统前照灯的照明角度限制,存在照明暗区,会影响司机对弯道上障碍物的判断;雨天行驶时,地面的积水会反射迎面车辆前照灯的光线,造成司机眩目等。由于这些问题的存在,使得夜间发生车祸的概率是白天的2倍。为了解决现存的这些问题,一种新的前照灯系统——自适应前照灯系统(AFS)被提上开发日程。该系统能够根据周边环境的变化适时自动地调整自身的配光方式,提供更适合的照明范围、照明距离和照明角度,提高驾驶的安全性及舒适度。
二、光敏传感器
光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、D和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测,只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术[3]中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻,当光子冲击接合处就会产生电流。

光电器件的物理基础是光电效应。光电效应通常分为外光电效应和内部光电效应两大类。
①外光电效应
在光线作用下,物体内部的电子一处物体表面,向外发射的现象称为外光电效应。
我们知道,光子是具有能量的粒子,每个光子的能量由下式确定
E=hv
若物体中电子吸收的入射光子能能量足以克服溢出功A0 时,电子就溢出物体表面,产生光电子发射。故要使电子逸出,则光子的能量hv必须超过逸出功A0,超过部分的能量,表现为逸出电子的动能,即
hv=1/2mv02+A0
上式即为爱因斯坦光电效应方程。
②内光电效应
受光照的物体导电率产生了变化,或产生了光生电动势的效应叫内光电效应。

光敏电阻原理:
光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件,它是构成光电式传感器最主要的部件。光电器件响应快、结构简单、使用方便,而且有较高的可靠性,因此在自动检测、计算机和控制系统中,应用非常广泛。
光电器件工作的物理基础是光电效应。在光线作用下,物体的电导性能改变的现象称为内光电效应,如光敏电阻等就属于这类光电器件。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,如光电管、光电倍增管就属于