光电探测器件典型应用.pptVIP

被动报警原理方框图 作业 1、试叙述光电池的工作原理以及开路电压、短路电流与光照度的关系。为什么光电池输出与所接负载的大小有关？请画出用光电池作为检测元件时的电路并分析之。 2、为什么结型光电器件只有反偏置或零偏置时才有明显的光电效应？而光电三极管不能工作在零偏状态？ 3、简述PMT的供电电路及电阻的取值方法和作用。 4、发光二极管工作时加正向还是反向电压？它输出的光强由什么控制？ 5、热电探测器与光电探测器比较，在原理上有何区别？ 6、在SCCD器件中，信息电荷为什么会沿着半导体表面转移，试以三相或二相SCCD为例，具体说出它们的转移过程。 7、试说明视频光电信号中采用边沿送数法二值化数据采集电路的基本原理。 * * * 长度量光电测量的应用实例 一、 小尺寸的检测 小尺寸的检测是指待测物体可与光电器件尺寸相比拟的场合。 信号处理 计 数 显 示 控制器 L n·p 式中: f’—透镜焦距 a——物距 b ——像距 β——放大倍率 n ——像元数 p——像元间距 测量原理 长度量光电测量的应用实例 二 、钢板宽度的非接触自动测量 （大尺寸检测） 如图10-1所示为采用两个线阵CCD图像传感器对钢板宽度进行非接触自动测量系统原理图。探测器1与探测器2分别安装在同一个支撑架的两端，它们的中心距（如图所示）为l0。 公称尺寸L0 右LX IS1 β2 β1 左LL IS2 LL（或LX）= ⒈ 宽度测量原理 稳定的远心照明光源1与2发出的光使被测钢板的边沿能够被成像物镜清楚地成像在两个线阵CCD的像敏面上。 CCD1与CCD2在同步脉冲的驱动下分别输出信号U1与U2。经二值化处理或A/D转换再提取边界得到二值化信号D1与D2。D1的下降沿对应于CCD1的第N1个像敏单元，D2的上升沿对应于 CCD2的第N2个像敏单元，它们又分别表示钢板边缘的像在CCD1与CCD2像敏面上的位置。钢板的宽度的计算公式为： 式中，β1与β2分别为两个探测器光学成像物镜的横向放大倍率，S0为CCD像敏单元长，式中的正负号要根据CCD的安装方向确定。 钢板宽度的测量范围与两探测器的中心距l0有关，即与探测器安装架的调整与锁定方式有关。钢板的宽度L直接与l0有关，若l0可以大范围的调整与锁定，系统的测量范围将会很大。另外，宽度的测量范围还与两探测器成像物镜的横向放大倍率β1与β2有关，与所选用的CCD像敏单元长及像元数N等参数有关。 （2）?测量精度 显然，测量精度与CCD的像元长度S0、光学系统的放大倍率β等参数有关。 2.测量范围与测量精度 （1）测量范围 3.测量速度 线阵CCD测量周期为其转移脉冲SH的周期T，它由所选线阵CCD的像元数N及驱动频率f决定， 式中，Nd为大于线阵CCD虚设单元的任意数（由设计驱动器者决定）。显然，N与Nd值越大，SH的周期T越长，而提高驱动频率f将缩短SH的周期T，提高测量速度。 若驱动频率为数MHz，测量周期常为ms量级。 三 板材定长剪切系统 1. 定长裁剪系统的结构 在板材（钢带、铝带、玻璃板、塑料板等板材）的生产、加工过程中，经常遇到定长度的剪切的工作。采用光电非接触测量系统可以使板材定长加工自动化，并获得高精度、高速度、质量稳定的效果。 被裁板材经传动轮和从动导轮展开，并以一定的速度v经裁减装置(剪刀)输送到光电检测系统。光电检测系统由光源、光学成像系统(图中未画)和光电器件构成。 2. 定长裁剪原理 当板材进入光电系统，遮挡光路到一定程度时，光电器件输出的信号经处理系统（图中省略）后，发出执行命令信号。剪刀在裁剪控制系统接受执行命令操作裁剪系统执行裁剪动作。 设光电系统的中心安装在距裁剪剪刀口l0远处。当被裁板材沿箭头所示方向运动到光电探测系统的视场内，被裁板材边缘的像成在光电器件的光敏面上，使光电器件输出的光电流减小，输出电压降低。而且，随着板材的运动输出电压将越来越小。当它减小到一定程度，判别电路将输出电压跳变，使板材的运动停止，裁剪系统启动，剪刀下落将板材剪掉。 板材被剪掉后，光电器件又被光完全照亮，光电流又恢复到最大值，它使剪刀抬起，启动传动系统使板材继续沿箭头方向运动。实现传动与裁剪的自动控制。 3. 定长裁剪系统精度分析 若裁剪系统的光电传感器采用面积为S的硅光电池（或硅光电二极管），在光敏面全被入射光照射时，光电流IL很大，变换电路的输出为低电位，用做整形的非门电路输出为高电平。当光敏面部分被遮挡时，光电流IL减少，变换电路的输出电位增高，当它高于阈值电位Uth值时，非门电路输出将由高变低。输出控制传输系统和剪刀动作的命令。 设