光电传感器论文(3000字).doc

机械工程测试论文——光电传感器班级: __________ 姓名: __________ 学号: __________ 光电传感器摘要: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。关键字:光电效应光电元件光电特性传感器分类传感器应用正文: 一、光电传感器光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的,它的基本结构如下图, 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。光电传感器一般由三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路,发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED) 、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系,来达到测量目的的,因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色,光电传感器的电源要是一个恒光源, 电源稳定性的设计至关重要,电源的稳定性直接影响到测量的准确性, 常用光源有以下几种: 1、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。 2、丝灯泡这是一种最常用的光源,它具有丰富的红外线。 3、激光激光与普通光线相比具有能量高度集中,方向性好,频率单纯、相干性好等优点,是很理想的光源。由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时,还必须配备适当的测量电路。测量电路能够把光电效应造成的光电元件电性能的变化转换成所需要的电压或电流。不同的光电元件,所要求的测量电路也不相同。半导体光敏电阻可以通过较大的电流,所以在一般情况下,无需配备放大器。当入射光强度缓慢变化时,光敏二极管的反向电阻也是缓慢变化的,温度的变化将造成电桥输出电压的漂移,必须进行补偿。光敏二极管做为检测元件,另一个装在暗盒里,置于相邻桥臂中,温度的变化对两只光敏二极管的影响相同,因此, 可消除桥路输出随温度的漂移。光敏三极管在低照度入射光下工作时,或者希望得到较大的输出功率时,也可以配以放大电路。由于光敏电池即使在强光照射下,最大输出电压也仅 ,还不能使下一级晶体管有较大的电流输出,故必须加正向偏压。为了减小晶体管基极电路阻抗变化,尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压,可在光电池两端并联一个电阻。或者利用锗二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加,使硅管 e、b极间电压大于