录像课传感器与检测技术

1、传感器与检测技术精 彩 一 课 电气与电子工程学院简要回顾 前面我们学过的光电传感器有半导体光电位置敏感器件及其应用 一、半导体光电位置敏感器件的结构22/rcl)2/(22rcl是器件长度是单位面积电容；是分流层的方块电阻；lcr二、PSD的工作原理及特性分析 公共端电极加反偏电压I0 I0=I1+I2（2）PSD等效电路及简化的等效电路VDjR1R2RLRLRshI0I1I2CjI0R1R2RLRLI1I233 PSD等效电路 简化的等效电路等效VDj-理想二极管Cj-结电容Rsh-并联电阻xLxLRRIIRRIILxLIILxLII122112210201.2.23.PSDPSD的非线性

2、分析的非线性分析 P区N区P区N区电极电极P区N区P区N区三、外界参数对器件性能影响四、信号调理电路设计 xLxLRRII1221)2/()(01LxLII)2/()(02LxLII提问： （1）说明输出电流大小与哪些因素有关？ （2）一起思考两个电流如何处理才能得到最简单的表达式？LxIIIIPX2121LyIIIIPy4343运放如AD533、8013等4 4. . PSD PSD信号处理信号处理电路电路P S D4.7F+10V(UR)Px50FR5R8R2R9R7R4R6R3R150FIC2IC3IC4IC5IC6IC1RfRf /IIII+-注： IC1、 IC2：低漂移高输入阻抗运

3、放 IC3-IC5：通用运放 IC6：除法器，如AD533、8013等 Rf：阻值根据入射光强度而定 R1-R9： 10k123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:10-Jun-2007Sheet of File:H:毕业设计毕业设计终稿电路图fxlt.ddbDrawn By:PSD+VccC350uFGNDIC1OPAMPC150uFR?10KR?10KR?10KIC2OPAMPGNDC?50uFGNDR?10KAR?OPAMPGNDR?10KR?10KIC4OPAMPR?10KR?10KPSD2PSD3PSD-1Iz1Vz2B3+10

4、V4+2V5+Vs6-Vs7Vo8I9Vy10Iy11C12PWR END13SIGNL END14Vx15Ix16D17A18U?AD538PSD4R?10KR?10KGND+Vcc-Vcc+Vcc-VccR?POT2C?0.1uF+VccGNDAD547二维PSD的信号调理电路设计思路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:31-May-2007Sheet of File:D:新建文件夹MyDesign.ddbDrawn By:Y1Y2X1X2PSD 1 X 2U 3Px X/U R? 1 Y3 U 3Py Y/ U R? IC2

5、Rf IC3 Rf IC4 Rf IC1 Rf R1 R2 R9 IC5 R3 R4 R10 IC6 R5 R6 R11 IC7 R7 R8 R12 IC8 R15 R16 R21 IC10 IC9 R13 R19 R14 R20 IC11 R17 R22 R18 R23 UY1UX1UY2UX2UX1+UY1UX2+UY2UX1+UY2UX2+UY1(UX1+UY1)-(UX2+UY2)(UX1+UY1)+(UX2+UY2)(UX1+UY2)-(UX2+UY1)五、应用举例n应用非常广泛：工业检测、汽车雷达避障、土应用非常广泛：工业检测、汽车雷达避障、土木水利工程、军事、空间航空航天、高能物

6、理木水利工程、军事、空间航空航天、高能物理实验、二维微弱光探测、机器人技术以及形貌实验、二维微弱光探测、机器人技术以及形貌检测等。下面以具体实例说明。检测等。下面以具体实例说明。三角法测距方面三角法测距方面1. 1. 利用三角法测距利用三角法测距 原理图如图所示。光源发出的光经透镜L1聚焦后，投射到待测体的表面，反射光由透镜L2聚焦到PSD上，形成一个光点。透镜L1与L2之间的中心距离；为透镜L2的焦距；为聚焦在PSD表面的光点距离透镜L2中心的距离，则根据相似三角形的性质，可得出待测距离D为： bfxxbfD/待测物体 f PSD L2 x 信号调 理电路 输出信号 LED驱动 b L1 D XxbfD 2. 液体浓度的测量待测液体参比液体（1） 液体浓度的测量的基本理论液体浓度测量 原理图设： n2 n3 n1n1n2. n3n1n2. n3n1=n3 蒸馏水2 蒸馏水1 水槽 双平面镜 待测液体 光学透射窗2 光学透射窗1PSD 滤光片 激光器（2） 液体浓度测量系统图 液体浓度测量系统原理图输出3. 在高精度激光准直仪中的应用n高精度激光准直仪系统框图n数据采集处理系统（1）高精度激光准直仪系统