光电传感器的现状及发展与应用.pdf

光电传感器的现状及发展与应用 学院： ***** 学院 专业班级： ******* 姓名： *** 学号： 201*******8 201* 年 4 月 15 日 摘要 时代在进步，社会在发展，光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部 分，近年来光电传感器的发展也十分迅速，现在，本文将介绍光电传感器的基 础知识和它的现状、发展还有应用。 关键字： 光电传感器 知识 发展 应用 引言 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，十分依靠光电子器件。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，使得光电传感器的技术不断取 得突破 ,应用也越来越广泛。 一、光电传感器的基础知识 1、光电传感器的含义 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。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。 2、结构 3、概述 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信 号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。 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 , 光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。 光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起 光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来 检测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。光电式传感 器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中 获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是 CCD图像传感器的诞 生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 4 、光电传感器的工作原理 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。光 电传感器在一般情况下，有三部分构成，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。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构 牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反 射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴 0 到 25 的范围改变发射角，使光 束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。 5、光电传感器的分类和工作方式 光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管（ LED）、光 电倍增管、光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所 制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件（光学测控系统）输出量性 质，光电式传感器可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感 器；模拟式光电传感器按被测量（检测目标物体）方法又可分为透射（吸收） 式、漫反射式、遮光式（光束阻挡）三大类 。 二、光电传感器的现状及应用 1、发展及现状 1839 年 A.E. 贝可勒尔发现当光线落在浸没于电介液中的两个金属电极 上，它们之间就产生电势，后来称这种现象为光生伏特效应 [2] 。 1873 年 W. 史密斯和 Ch. 梅伊发现硒的光电导效应 [2] 。 1887 年 H.R. 赫兹发现外光电效 应 [2] 。基于外光电效应的光电管和光电倍增管属真空电子管或离