光电传感器的读书笔记.doc

光电传感器的读书笔记摘要：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，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。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，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。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。本文重点阐述光电传感器的发展与应用。光电传感器原理： 光电传感的组成 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种传感器，其工作原理基于光电效应，通常由光源、光路、光电元件构成。所谓光电效应，是指当光照射到某种物质时，该物质的导电特性发生变化的一种物理现象。光电式传感器的分类： 根据光电效应原理，光电式传感器可分为： 1、外光电效应：光电管、光电倍增管等。 2、内光电效应：光电导效应如光敏电阻；光伏特效应：势垒效应用到三极管与发光二极管等，侧向光电效应是用反向二极管。 按光电式传感器信号形式可分为：1、模拟式光电传感器：位移式光电传感器；2、数字式光电传感器：转速传感器、光栅式传感器等。通常，光电传感器还包括光纤传感器、固体图像传感器。光电传感器的特点： 1、光电传感器元件应用特点：光电传感器的应用可归纳为四种基本形式：直射式（辐射式）、吸收式、遮光式、反射式。1)光敏电阻。输出电流大、受温度的影响小、抗干扰能力强、可靠性高，器件本身不容易发生故障，但响应时间慢。2)光电二极管和光电三极管。灵敏度高、响应时间快，但受温度影响比较大、受光面小、方向性强、抗干扰能力弱。不同型号的管子对光谱响应差异大。3)光电池。受光面积大、输出电流小、灵敏度高、响应速度快、光谱比较宽、受温度影响小、抗干扰能力强。 2.光电传感器的应用特点1)检测距离长。如对射型保留大于十米的检测距离，便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法检测的对象。2)检测物体种类多。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，不仅对金属，而且对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体都能进行检测。3)响应时间短。光速高、且传感器的电路都由电子元件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。4)分辨率高。通过设计技术使投光的光束集中在小光点，或通过构成特殊受光的光学系统实现高分辨率，可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。5)非接触检测。可非机械性接触检测物体，不会对检测物体和传感器造成损伤，传感器能长期使用。6)颜色判别。通过检测物体形成光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合的差异。对检测物体的颜色进行检测。7)易于调整。在投射可视光的类型中，投光的光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。光电传感器的应用实例：1.电影发声系统拍摄电影时的配音是把声音信号转换为光信号，用明暗不同的条纹记录在胶片边缘的声带上。放映电影时，光源发出的光通过移动声带后发生了强弱的变化，并被光电管所接收，光电管把强弱变化的光相应地转变为强弱变化的电流，经放大器放大后，由扬声器放出声音。2.转速测量将转速变换成光通量的变化，再经过光电元件转换成电量的变化即可得到转速。被测转轴上装有调制盘(带孔或带齿的圆盘)，其一边设置光源，另一边设置光电元件。调制盘随轴转动，当光线通过小孔或齿缝时，光电元件就产生一个电脉冲。转轴连续转动，光电元件就输出一列与转速及调制盘上的孔(或齿)数成正比的电脉冲数。在孔(或齿)数一定时，脉冲数就和转速成正比。电脉冲输入测量电路后经放大整形，再送入频率计的计数显示。3、防止工业烟尘污染为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。除了以上的应用以外，光电传感器在各行各业还有许多应用，如光电式带材跑偏检测器，光电色质检测，检测调整布料在传送中的张力，检测产品的有无和漏装，产品方向定位等等。光电传感器的技术指标及参考价格与生产厂家： 光电传感器的主要技术指标有：静态特性、动态特性、线性度、灵敏度和分辨率。光电传感器主要参数：1、尺寸；2、传感模式；3、传感范围；4、安装方式；5、输出；6、工作模式；7、工作电压；8、光源；9、连接方式；10、封装材料。特殊功能包括：1、可处理高速和/或高温；2、逻辑控制；3、可计算机编程；4、网络兼容性。国内外比较著名的生产光电传感器厂家有：德国di-soric、美国MEAS、上海中沪电子、台湾KFPS、浙江华感电子等。光电传感器测量优缺点： 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，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。其缺点是在某些应用方面，光学器件和电子器件价格较贵，并且对测量的环境要求较高。但随着薄膜工艺、平面工艺和大规模继承电路技术的发展，产品的成本大为降低。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。结论及读书心得： 光电子应用技术是一门新兴的高新技术，目前还处于发展期，但它必将发展成为一种新兴的知识经济，从而在新兴技术领域形成巨大的生产力。以上介绍了光电传感器的基本原理和其特点，并列举了一些在实际的应用实例。由于光电传感器自身的数字输出特性和智能电子设备的特点，其应用对变电站自动化通信系统的影响是全面和深远的，利用光电传感器的光电转换和数据通信功能改造电磁式互感器，实现过程层和间隔层的点对点、多点对多点或现场总线通信，将会成为我国变电站自动化系统改造升级的有效途径，而建设以光电传感器和其他智能电子设备为基础的新型变电站自动化系统，实现变电站站内各层间的无缝通信，最大限度的满足信息共享和系统集成的要求，则是我国变电站自动化系统的发展方向。光电式传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的要求越来越高是其发展的强大动力，突飞猛进现代科学技术的则为其提供了坚强的后盾，我们