光电探测器件典型应用.ppt

1、光电测量长度的应用实例：1。小尺寸检测，是指将被测物体的尺寸与光电器件的尺寸进行比较的情况。公式中， f镜头焦距A物距B像距放大倍数N像素数P像距，测量原理，光电测量长度的应用实例，2。钢板宽度非接触式自动测量(大尺寸检测)，如图10-1所示，是采用两个线阵CCD图像传感器的钢板宽度非接触式自动测量系统的示意图。探测器1和探测器2分别安装在同一支撑架的两端，它们的中心距(如图所示)为l0。根据宽度测量原理，来自稳定远心照明光源1和2的光使得被测钢板的边缘通过成像物镜清晰地成像在两个线阵CCD的像敏表面上。CCD1和CCD2分别输出由同步脉冲驱动的信号U1和U2。二进制信号D1和D2通过二进制化

2、或模数转换和边界提取获得。D1的下降沿对应于CCD1的N1图像感测单元，D2的上升沿对应于CCD2的N2图像感测单元，它们分别表示钢板边缘的图像在CCD1和CCD2的图像感测表面上的位置。钢板宽度的计算公式为：其中1和2为两个探测器的光学成像物镜的横向放大率，S0为电荷耦合器件图像传感单元的长度，公式中的符号应根据电荷耦合器件的安装方向确定。钢板宽度的测量范围与两个检测器之间的中心距离l0有关，即与检测器安装架的调整和锁定方式有关。钢板的宽度l与l0直接相关。如果l0可以在很宽的范围内调节和锁定，系统的测量范围将非常大。此外，宽度的测量范围还与带有两个探测器的成像物镜的横向放大率1和2以及所选

3、择的参数如电荷耦合器件图像传感单元的长度和像素数n有关。显然，测量精度与电荷耦合器件的像素长度S0和光学系统的放大率有关。测量范围和精度，(1)测量范围和(3)测量速度。线电荷耦合器件的测量周期是其传输脉冲SH的周期t，它由所选线电荷耦合器件的像素数n和驱动频率f决定，其中nd是大于线电荷耦合器件的虚拟单元(由驱动器决定)的任意数。显然，n和Nd的值越大，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。如果驱动频率为几兆赫，测量周期通常为毫秒级。定长切割系统的结构，在板材(钢带、铝带、玻璃板、塑料板等)的生产和加工过程中。)，经常会遇到定长切割作业。光电非接触测量系统可以实

4、现金属板料定长加工的自动化，实现高精度、高速度和质量稳定。切割板由主动轮和从动导轮展开，并由切割装置(剪刀)以一定速度v传送到光电检测系统。光电检测系统由光源、光学成像系统(未示出)和光电装置组成。2。定长切割原理，当板材进入光电系统并在一定程度上阻断光路时，光电装置输出的信号经过处理系统(图中省略)，然后发出执行命令信号。剪刀接收切割控制系统中的执行命令，并操作切割系统执行切割动作。让光电系统的中心安装在离剪刀口l0的距离处。当切片沿箭头指示的方向移动到光电检测系统的视野中时，切片边缘的图像形成在光电器件的光敏表面上，这降低了光电器件输出的光电流和输出电压。此外，随着板的移动，输出电压将越来

5、越小。当它降低到一定程度时，判断电路将跳过输出电压，停止板的运动，启动切割系统，并切割当光敏表面被部分阻挡时，光电流i1减小，转换电路的输出电势增加。当它高于阈值电位Uth时，“非”门的输出将从高电平变为低电平。输出控制传动系统和剪刀的命令。让光源发出的光通过光学系统均匀投射到光电器件上，光敏面上的照度为E。当光电器件为矩形硅光电池时，输出光电流IL与入射照度E的关系为IL=S E A (10-4)，其中S为矩形硅光电池的灵敏度，A为光电器件的受光面积。显然，当切割的薄片没有进入视野时，它是整个光电器件的感光表面。当切割板进入视场时，光接收面积将减小，这将不可避免地导致光电流i1的减小。考虑到

6、硅光电池的灵敏度S是恒定的，光源发出的光是稳定的，光电流IL的变化只与光接收面积A有关。对于矩形硅光电池，该面积是光电池的宽度B和长度L的乘积，即IL=S E b L (10-5)。切割板进入视场后，让光电管的遮蔽长度为L，光电流变为IL=S E B (L-L)。显然，光电流的变化与光电管的遮蔽长度L有关。通过微分方程(10-6)获得的方程(10-7)中的负号表示光电流随着屏蔽量的增加而减少。可以推断，图10-5中U与阴影的关系为U=SE b RL l (10-8)，这表明控制精度与反向电路的电压判别有关，微伏级的判别精度可以通过使用电压比较器模块得到，由公式(10-8)推导出的理论控制精度可

7、以达到微米级。但是，由于光源的稳定性、生产环境(粉尘)、振动、背景光等因素，可能会带来远远超出计算的误差。选择PSD、线阵光电二极管或线阵CCD等传感器作为光电探测器，可以克服上述因素带来的误差，提高实际控制精度。CCD玻璃管测控仪器，仪器技术要求1。测量范围：20m 28 mm2。测量精度：外径：200.3毫米，280.4毫米；壁厚为1.20.05毫米和20.07毫米3。显示内容：实测玻璃管直径、壁厚、上下偏差和超差报警。4.过程控制：玻璃管控制速度、吹气量和合格产品筛选控制信号的输出。仪器的工作原理、照明、成像系统、线阵CCD、驱动器、二值化电路、微机数据采集接口电路、STD工控计算机、外

8、径和壁厚的测量值和偏差输出、外径和壁厚的给定值和偏差输入、调光电源、玻璃管、控制信号、U(脉冲数、光电二极管的实际应用电路、自动感应水龙头、光控继电器的应用、光控焊接眼罩原理图、1个光控焊接眼罩、 当液晶屏P不通电时，液晶是透明的，眼睛可以通过液晶屏看到焊点。 当液晶面板P通电时，液晶偏转并且透射率大大降低。电焊光不会伤害眼睛。在图中，RD2用于接收焊接眩光，RD1用于接收外部自然光。汽车前灯的自动控制器汽车前灯通常有强弱档。根据规定，如果一辆车在晚上遇到，车灯必须调到弱档，以避免对方司机的强光造成撞车。然而，由于各种原因，一些司机很难做到这一点，所以事故经常发生在晚上。车灯亮度全自动控制系统

9、由光电传感器和单片机(或计算机)系统组成，根据不同的入射光信号自动将车灯置于强挡、弱挡或关闭状态。(1)白天行驶时，光电传感器接收到强度基本不变的强光信号，车灯关闭。(2)当汽车在夜间行驶在有路灯的城市或道路上时，光电传感器接收到类似的微弱光信号(4)当有一辆车从对面驶来时，光电传感器接收到的光信号强度逐渐增加(表示另一辆车正在靠近)或突然大幅降低(表示另一辆车已经关闭强光灯)，灯将亮至弱档，直到没有接收到光信号(表示该车已经会车)。(5)整个控制系统的电源由汽车开关钥匙控制，只要汽车启动，一切都进入自动控制状态。2。车灯自动控制器，车灯自动亮度控制原理框图。由于汽车发动机工作时会产生较大的干

10、扰信号，单片机在恶劣情况下无法工作，所以采用光电隔离器。此外，应屏蔽系统的电源线、控制线和印刷电路板，以减少外部干扰和内部噪声。滤除高频干扰信号，光电报警(主动)，光电报警系统是一种重要的监控系统，其种类目前日益增多。有入侵诸如飞机和导弹等军事目标的警报系统，也有防止机场、重要设施或危险区域的警报系统。一般来说，被动报警系统安全性好，但设备复杂；然而，主动报警系统可以使用特定的调制和编码规则来达到一定的安全效果，并且设备相对简单。光电报警(主动)，本系统可由五部分组成，如图1所示。调制电源提供红外发光二极管确定规则变化的调制电流，使发光管发出红外调制光，光电二极管接收一定距离以外的调制光。转换

11、后的信号被放大和检测以控制警报。下面是调制电源、检测电路和报警电路的简单例子。图1是光电报警原理的框图。1.由NE555定时器组成的多谐振荡器用作调制电源。占空比为50%的多谐振荡器示意图如图2所示。工作原理和参数选择参照下面的电路图进行简要说明。在前半个周期，VCC通过R2和D给C1充电。由于二极管D的作用，电流不经过R1，所以其充电时间T1为：0。在后半周期，当电容器放电时，二极管反向电阻为无穷大，555内部的三极管导通，电流通过R1直接放电至7个引脚。此时，其放电时间T2为：0。当点A处的电压上升到上限阈值电压(约2)时，此时点A处的电压将随着放电呈指数下降。当点A下降到较低的阈值电压(

12、大约VCC/3)时，定时器输出再次变高，并且通过调整R1和R2的电阻值获得严格的方波输出。当R1=R2时，输出是方波信号。其输出频率为：当用NE555组成的振荡器驱动红外发光管BT401时，由于红外发光管BT401的工作电流超过30mA，必须增加三极管驱动电路。使输出电流大于或等于红外发光管的最小工作电流。其驱动电路的参考电路图如下：图3:图3:驱动电路；2.信号放大和报警参考电路的原理用于形成放大电路，以放大光电二极管接收的电流信号。然后，构建一个比较器。放大器的正端被偏置大约2V，负端被信号电压偏置。当灯不被阻挡时，来自放大器的交流信号通过二极管检测电路，然后通过RC低通滤波器，得到DC电

13、压，使后级放大器负输入端的电位大于或等于正输入端的电位。那么放大器的输出电压大约为零，发光二极管管关闭，当光线被阻挡时，信号消失。只有正电压加到放大器的正端，输出为正电压。发光二极管指示管打开，发出红光(或声音)来指示警报。电阻是发光二极管的限流电阻。图4报警参考电路，参考参数值：R1:1kr 2:1kr 3:120 kr 4:68 kr 5:1kr 6:5.6 kr 7:2.2 kr 8:1kc 1:10uf，红外照片热电探测器对静态环境辐射没有反应，但可以探测人类活动。当人走进光电开关的作用区域时，热电装置接收个人辐射并输出电脉冲信号以接通无源开关。被动报警原理框图，操作，1。试描述光电池的工作原理以及开路电压、短路电流和照度之间的关系。为什么光电池的输出与连接负载的大小有关？请画出光电池作为检测元件时的电路并进行分析。2.为什么结型光电器件只有在