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第7章 光电式传感器 第7章 光电式传感器 v7.1 光电传感器概述 v7.2 常用光源 v7.3 光电效应及光电元件 v7.4 光电编码器 v7.5 光栅传感器 7.1 光电传感器概述 v 7.1.1 光电式传感器的组成原理 v 7.1.2 特点及应用 v 7.1.3 光电式传感器的一般形式 7.1.1 光电式传感器的组成原理 外光电效应 工作原理：光→敏感元件→电 光电效应 内光电效应 敏感元件：光电元件 光 光 电 电 系统组成： 光源 光通路 光电元件 测量电路 y 测量方式：被测量x1 被测量x2 改变光源： 方式： 改变光路： 7.1.2 特点及应用 特点：非接触、响应快、性能可靠、精度高 应用：光 ® 光学量：光强、光照度、辐射、气体成分、 ® 几何量：形状、尺寸、位移、距离、表面粗糙度、形位误差 ® 力学量：应变、速度、加速度、振动、流量、密度 ® 生化量：离子浓度、荧光、电泳、染色体、分子标记、 7.1.3 光电式传感器的一般形式 1. 模拟式光电传感器 透射式：光→被测物→光电元件 （透射） 测量透明、半透明固体透明度、 液体混浊度、气体浓度； 反射式：光→被测物→光电元件 （反射） 测量物体表面反射率、粗糙度、 距离、位置、振动； 遮光式：光→被测物→光电元件 （部分遮光） 测量物体位移、振动、速度； 辐射式：被测物→光→光电元件，辐射强度 测量辐射温度、放射线； 7.1.3 光电式传感器的一般形式 2. 脉冲式光电传感器 透射式： 光源 －码盘－光电元件 码盘转动－遮光－透光－脉冲 转速越高 －脉冲频率越高 转速传感器 反射式： 频闪式： 转速传感器 7.2 常用光源 v 7.2.1 对光源的要求 v 7.2.2 热辐射光源 v 7.2.3 气体放电光源 v 7.2.4 发光二极管(LED) v 7.2.5 激光光源 7.2.1 对光源的要求 照度要求：足够亮度、光通量，保证信噪比和灵敏度 均匀要求：视场亮度均匀、无阴影，避免测量误差 投影要求：控制光的方向、透射、反射、散射 发热要求：热光源、冷光源，减小发热对测量结果的影响 光谱要求：光波频率、波长 ：紫外→可见光→红外 紫外光 可见光 红外光 À nm mm mm cm 全光谱 波长： 10-14 10-12 10-10