检测技术与智能仪表设计_第四专题-1.ppt

光电传感器,光电传感器的最大特点是非接触测量。,光电效应及光电元件,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。,外光电效应：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紫外光电管、光电倍增管、光电摄像管等。,2020/6/9,3,光敏电阻,当光敏电阻受到光照时，阻值减小。,光敏电阻原理演示,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。,暗电流（越小越好）,光照变化产生的电流称为暗电流,光敏二极管,将光敏二极管的PN结设置在透明管壳顶部的正下方，光照射到光敏二极管的PN结时，电子-空穴对数量增加，光电流与照度成正比。,2020/6/9,6,光敏二极管外形,光敏二极管阵列,包含1024个InGaAs元件的线性光电二极管阵列，可用于分光镜。,2020/6/9,7,红外发射、接收对管外形,红外发射管,红外接收管,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。,2020/6/9,9,光敏二极管的反向偏置接线（参考上页图）及光电特性演示,在没有光照时，由于二极管反向偏置，反向电流（暗电流）很小。,当光照增加时，光电流I与光照度成正比关系。,光敏二极管的反向偏置接法,UO,+,光照,光敏三极管,光敏三极管有两个PN结。与普通三极管相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正负（C、E）两个引脚，所以其外型与光敏二极管相似，从外观上很难区别。,2020/6/9,11,光敏三极管外形,光电元件的基本应用电路,一、光敏电阻的基本应用电路,a）U与光照变化趋势相同的电路b）U与光照变化趋势相反的电路,二、光敏二极管应用电路,利用反相器可将光敏二极管的输出电压转换成TTL电平。,光敏三极管光控继电器电路,当无光照时，V1截止，I=0，则V2处于什么状态？继电器KA吸合还是释放？如果将V1与Rb2位置上下对调，请画出电路，并分析工作过程。,第三节光电传感器的应用,、光源本身是被测物的应用实例,光的照度E的单位是lx（勒克斯），它是常用的光度学单位之一，它表示受照物体被照亮程度的物理量，可以用照度计来测量。,光电池（外加柔光罩）,1.红外线辐射温度计：,红外辐射温度计既可用于高温测量，又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温度计的温度范围可以从-303000，中间分成若干个不同的规格，可根据需要选择适合的型号。,2020/6/9,17,红外线辐射温度计外形,激光仅用于瞄准,2020/6/9,18,红外线辐射温度计外形,红外线辐射温度计用于食品温度测量,2020/6/9,19,红外线辐射温度计的使用,2020/6/9,20,红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用（续）,2020/6/9,21,红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用,耳温仪,2020/6/9,22,红外线辐射温度计用于人体额温测量,2020/6/9,23,红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用,IC的温度测量,2020/6/9,24,红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）,利用红色激光瞄准被测物（冷藏牛奶和面食）,2020/6/9,25,红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）,温度采集系统,利用红色激光瞄准被测物（电控柜、天花板内的布线层）,2020/6/9,26,红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）,利用红色激光瞄准被测物（电控柜、天花板内的布线层）,2020/6/9,27,红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）,2020/6/9,28,红外线辐射温度计的使用距离与目标直径、面积的关系,2020/6/9,29,红外线辐射温度计的特性参数,2020/6/9,30,2.热释电传感器在人体检测、报警中的应用,热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如防盗门、宾馆大厅自动门、自动灯的控制等。,热释电元件外形,热释电传感器简介,热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。热释电晶体广泛用于红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。比如：在房间无人时能自动减小空调机的功率；电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路；开启监视器或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加优秀的新产品。或自动化控制装置。,热释电传感器工作原理,热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面，它是“视而不见”的。,2020/6/9,33,热释电报警器,菲涅尔透镜,设定按钮,高分贝喇叭,2020/6/9,34,热释电报警器（续）,菲涅尔透镜,5mm接插件,2020/6/9,35,热释电报警器（续）,吸顶式热释电报警器,2020/6/9,36,热释电报警器（续）,无线报警式热释电报警器,热释电传感器应用,热释电传感器用于自动亮灯，当然也可以用于防盗。,热释电传感器的感应范围,2020/6/9,38,热释电感应灯,热释电传感器,2020/6/9,39,自动感应灯（参考施特朗公司资料）,热释电传感器在智能空调中的应用,智能空调能检测出屋内是否有人，微处理器据此自动调节空调的出风量，以达到节能的目的。,空调中，热释电传感器的菲涅尔透镜做成球形状，从而能感受到屋内一定空间角范围里是否有人，以及人是静止着还是走动着。,2.烟雾报警器外形（参考南京千里通公司无线烟雾报警器资料）,无烟雾时，光敏元件接收到LED发射的恒定红外光。而在火灾发生时，烟雾进入检测室，遮挡了部分红外光，使光敏三极管的输出信号减弱，经阀值判断电路后，发出报警信号。,报警,2020/6/9,42,无线烟雾报警器内部结构,可发出高分贝笛鸣声的蜂鸣器,无线火灾烟雾传感器,无线火灾烟雾传感器可以固定在墙体或者天花板上。它内部使用一节9伏层叠电池供电，工作在警戒状态时，工作电流仅为15微安，报警发射时工作电流为20毫安。当探测到初期明火或者烟雾达到