光电测量电路.ppt

* * 能力目标：能够选用红外光电传感器来设计 并实现光电自动控制电路 实践任务：1）光电传感器的选型 2）设计光电自动控制功能的电路 3）制作光电自动控制功能的电路 机电工程分院 耳畔传来动听的声音：“您好，欢迎使用…… 当你受到非法人身侵犯时，请拨打110.” 思考：如何实现？ 机电工程分院 机电工程分院 机电工程分院 一、光电传感器基础知识 1905年德国物理学家爱因斯坦用光量子学说解释了光电发射效应，并为此而获得1921年诺贝尔物理学奖。 机电工程分院 用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串能量为hf 的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。 机电工程分院 光电效应的分类： 1）在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管、光电摄像管等。 2）在光线的作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。 3）在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应，基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。 机电工程分院 我们选用的为内光电效应的传感器。 电流变化 可见光 红外线 光敏三极管 电流变化 可见光 红外线 光敏二极管 电阻变化 可见光 光敏电阻 工作方式 光谱特性 图形 名称 机电工程分院 光敏电阻演示 当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，电流增大。 机电工程分院 光敏二极管的反向偏置接法 在没有光照时，由于二极管反向偏置，所以反向电流很小，这时的电流称为暗电流，相当于普通二极管的反向饱和漏电流。当光照射在二极管的PN结（又称耗尽层）上时，在PN结附近产生的电子-空穴对数量也随之增加，光电流也相应增大，光电流与照度成正比。 机电工程分院 光敏三极管光控继电器电路 当无光照时，V1截止，IΦ =0，则V2处于什么状态？继电器KA吸合还是释放？如果将V1与R b2位置上下对调，其结果如何？ 机电工程分院 家用电视机的遥控器 机电工程分院 调制型光电开关原理 光电开关的LED多采用中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小发射LED的功耗。 机电工程分院 红外接收解调控制电路 机电工程分院 IC1是红外接收头，它接收发射部分发出的红外线信号，接收的调制载波频率仍为38kHz，接收信号经IC1解调后，在其输出端OUT输出频率为f1的方波信号，只要将LM567的中心频率f01调到(用RP)与发射端f1相同，即f01=f1，则当发射端发射时，LM567开始工作，⑧脚由高电平变为低电平，该低电平使三极管8550导通，在A点输出开关信号驱动D触发锁存器，再由它驱动语音提示开关电路工作。这样，只要遮断发射部分发射的红外线，接收部分即可输出开关信号关闭控制电路，当不遮断发射的红外线时，控制开关信号打开，这就完成了完整的光电自动控制功能。 机电工程分院 ??? 红外接收电路通常由红外接收二极管与放大电路组成，放大电路通常又由一个集成块及若干电阻电容等元件组成，并且需要封装在一个金属屏蔽盒里，因而电路比较复杂，体积却很小，还不及一个7805体积大！ ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 红外接收头详解 机电工程分院 SFH506-38与RPM-638是一种特殊的红外接收电路，它将红外接收管与放大电路集成在一体，体积小（大小与一只中功率三极管相当），密封性好，灵敏度高，并且价格低廉，市场售价只有几元钱。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V左右.只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器，使用十分方便。 它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入信号需是已经被调制的信号。经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始的信号。从而使电路达到最简化！灵敏度和抗干扰性都非常好，可以