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第七章 光电式传感器;7-1光敏电阻;第七章 光电传感器;光敏电阻的结构图;二、光敏电阻的基本特性;2.伏安特性：表示光敏电阻的光电流与外加电压之间的关系。在给定的电压下，光电流的数值随着照射光的增强而加大，照射光强不变时，外加电压越高，光电流I也越大，灵敏度随之增大。但最高工作电压受到允许耗散功率限制，不同元件有不同的规定，使用时应注意。;3.光谱特性：表示照射光的波长于光电流的关系。不同材料光敏电阻的光谱特性不同，照射光的波长不同时，光敏电阻的灵敏度亦不同。光敏电阻的灵敏度有一个峰值，材料不同灵敏度峰值对应的波长不同。所以选择光敏电阻时，要与使用的光源结合起来考虑，才能获得较好的效果。;4.频率特性：表示光电流与照射光强度变化频率之间的关系。因为光敏电阻受光照射后光电流不能立即达到饱和值，而是需要经过一段时间。同样光线停止照射后，光电流也不是立即完全消失，也存在一定的延时现象。;5.温度特性：光敏电阻与其它半导体器件一样，温度对其特性影响很大。温度升高时暗电流增大，使灵敏度降低。;第七章 光电传感器;7－2 光电管;光电三极管的结构与光敏二极管相似，不过它有两个P-N结，基极无引出线，仅有集电极和发射极两端引线。当集电极c上相对于发射极e为正的电压而不接基极b时，基极-集电极的结就是反向偏置的。当光照射在基极-集电极结上时，就会在结附近产生电子-空穴对，从而形成光电流(约几μA)，输出到三极管的基极，此时集电极电流是光生电流的β倍(β是三极管的电流放大倍数)。可见，光敏三极管具有放大作用，它的优点是电流灵敏度高。;3.7 半导体敏感元件传感器 ; 它可以用来检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成份分析等，也可以用来检验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。 由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和相应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。 ;应用; 被测物体位于恒定光源与光电元件之间,根据被测物对光的吸收程度或对其谱线的选择来测定被测参数。如测量液体、气体的透明度、混浊度,对气体进行成分分析,测定液体中某种物质的含量等。 ; 被测物体位于恒定光源与光电元件之间,光源发出的光通量经被测物遮去其一部分,使作用在光电元件上的光通量减弱,减弱的程度与被测物在光学通路中的位置有关。利用这一原理可以测量长度、厚度、线位移、角位移、振动等。 ; 恒定光源发出的光投射到被测物体上,被测物体把部分光通量反射到光电元件上,根据反射的光通量多少测定被测物表面状态和性质。例如测量零件的表面粗糙度、表面缺陷、表面位移等。;光电式转速表 机械式转速表和接触式电子转速表精度不高，影响被测物的运转状态，已不能满足自动化的要求。光电式转速表属于反射式光电传感器，它可以在距被测物数十毫米处非接触地测量转速。由于光电器件的动态特性较好，所以可以用于高转速的测量而又不干扰被测物的转动， ;案例：光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来 测量位移。;亮度传感器： 通过检测周围环境的亮度，再与内部设定值相比较，调整光源的亮度和分布，有效利用自然光线，达到节约电能的目的。;相机测距反射式光电传感器;3.13 CCD固态图象传感器 ; 在半导体硅片上按线阵或面阵排列MOS单元，如果照射在这些光敏元上的是一幅明暗起伏的图像，则这些光敏元上就会感生出一幅与光照强度相对应的光生电荷图像。;0 1 1 1 1 1 0 0;特点: (1) 非接触检测; (2) 响应快; (3) 可靠性高,为修简便; (4) 测量精度高; (5) 体积小,重量轻; 容易与计算机连接 (6) 对被测物体需要强光照射; (7) 受被测物体以外的光的影响. 应用: (1) 宽度测量; (2) 外径测量; (3) 主轴径向跳动测量. ;GREY = RED*0.299 + GREEG*0.587 + BLUE*0.114 ; 光电偶合嚣 1．光电偶合器 由一个发光元件和一个光电元件共同封装在一个外壳内组成的复合型转换元件。 它能够以光为媒介 耦合与传递电信号．也能够隔离(绝缘)开电路的输入与输出端。因此又称为光电隔离器。;光电开关 又称光电断续器，它是将红外发光元件和光电元件组装在一起，典型的光电开关结构如图 。 ; 光纤与激光器、半导体光电器件一起构成了新的光学技术——光电子学。;2、传