光电传感器特性
光电传感器的测量内容
光电传感器的测量内容
光电传感器是一种将光信号转换为电信号的传感器,它可以测量多种物理量和参数,以下是一些常见的测量内容:
1. 光强度:光电传感器可以测量光的强度,通常用于光照度计、光度计等仪器中,用于测量环境中的光强。
2. 光通量:光通量是指单位时间内通过某一面积的光能量,光电传感器可以测量光通量,常用于光功率计等仪器中。
3. 光波长:一些光电传感器可以测量光的波长,常用于光谱仪等仪器中,用于分析光的成分和特性。
4. 距离和位置:通过测量光的传播时间或相位差,光电传感器可以测量物体的距离和位置,常用于工业自动化、机器人、汽车等领域。
5. 运动和速度:利用光的反射或遮挡原理,光电传感器可以检测物体的运动和速度,常用于安防监控、工业检测等领域。
6. 颜色和色彩:一些光电传感器可以识别光的颜色和色彩,常用于颜色分选机、色度计等仪器中。
7. 气体和液体成分:利用光的吸收或散射特性,光电传感器可以检测气体和液体中的成分,常用于环境监测、化学分析等领域。
这只是一些常见的光电传感器测量内容,实际上,根据具体的应用和传感器类型,还可以测量其他物理量和参数。
光电传感器具有高精度、快速响应、非接触测量等优点,在各个领域得到广泛应用。
光电传感器SOOD、SOOE产品特性和范围概述说明书
光电传感器Subject to change –2018/102→Internet:/catalogue/...光电传感器SOOD,SOOE主要特性和产品范围一览产品范围一览派生型SOOD LEDSOOD 激光SOOE LED SOOE 激光→页码/Internet 漫反射式传感器,带背景抑制⏹⏹⏹⏹12,24对射式传感器⏹⏹⏹⏹18,28反射式传感器⏹⏹⏹⏹21,32反射式传感器,用于透明物体––⏹–35漫反射式传感器––⏹–38激光,对比传感器–––⏹42激光,距离传感器––⏹⏹46检测方法漫反射式传感器SOOE-DS这些传感器有时候被称为能量传感器,发射器和接收器同处一个壳体内。
发射出的光束直接被物体反射到接收器,计算反射光束的强度。
通过改变接收器(用IO-Link®、电位计或示教方法)的灵敏度可调节工作距离。
漫反射式传感器是成本效益最高的解决方案之一,安装也十分快捷。
不过,这些传感器不适用于一些应用场合,例如在强反射背景下检测轻微反光的物体。
此外,采用多种不同表面的物体(从材料、颜色或表面光洁度的角度出发)因为不同表面的反射特性不同,所以需要在不同的距离进行测量。
漫反射式传感器的优点在于强度区分。
•工作距离更长•经济性更佳•检测轻微反光的物体时更可靠-V-新产品光电传感器SOOD,SOOE 主要特性漫反射式传感器,带背景抑制工作距离并非通过能量来设定,而是通过光学三角测量。
全新且高精度的多像素技术(SOOE)有着优异的灵活性,通过IO-Link®设置。
带160x16像素的信号预处理的集成接收器是精确检测与距离测量的关键。
该接收器具备高分辨率和线性化,在检测范围上限有着独特的设定性能。
因此,物体检测几乎独立于背景中的其它物体之外,也与颜色、大小或表面光洁度无关。
这些设备仅要求有非常少量的漫反射。
带背景抑制的漫反射式传感器的优点•工作距离实际上与颜色和表面光洁度无关•还可用于闪光或反光的背景•检测距离的小差异•调节方便反射式传感器这些传感器的发射器和接收器也同处一个壳体内。
光电传感器特性分析
光电传感器特性分析光电传感器是一种能够将光能转换为电信号的器件。
它的主要原理是利用光电效应,即光照射在特定材料上时,会产生光电流。
光电传感器具有高灵敏度、快速响应和广泛的应用领域等优点。
本文将对光电传感器的特性进行详细分析。
1.灵敏度:光电传感器的灵敏度是指它对光信号的敏感程度。
灵敏度越高,意味着光电传感器能够更好地接收到微弱的光信号并产生相应的电信号。
灵敏度的提高可以通过改变材料的光电系数、增加光电极面积和优化传感器结构等方式来实现。
2.光电转换效率:光电转换效率是指光能转换成电能的比例。
光电传感器的光电转换效率取决于光电极材料的内部结构和材料特性。
常用的光电极材料有硒化铟、硒化铟锌和硒化硫等。
不同材料具有不同的能带结构和能级分布,因此其光电转换效率也有所差异。
3.噪声特性:光电传感器的噪声特性对其工作性能和信号检测能力有重要影响。
光电传感器的噪声主要包括暗电流噪声和光电流噪声。
暗电流噪声是光电传感器在没有光照射时产生的电流噪声,而光电流噪声是光照射时产生的电流噪声。
减小噪声需要采取合适的电路设计、优化光电极材料和降低温度等措施。
4.响应时间:光电传感器的响应时间是指它从接收到光信号到产生相应的电信号所需的时间。
响应时间的快慢决定了光电传感器的动态特性。
降低响应时间可以通过减小光电极的电容、优化光电极结构以及改变光电极材料等方式来实现。
5.波长选择性:光电传感器对不同波长的光信号具有不同的响应特性。
波长选择性是指光电传感器对特定波长的光信号的敏感程度。
不同材料的光电极对不同波长的光信号具有不同的吸收特性,因此可根据需求选择合适的光电极材料来实现特定波长的选择性。
6.工作温度范围:光电传感器的工作温度范围决定了它在不同环境条件下的可靠性和稳定性。
高温环境会导致光电传感器的灵敏度降低和工作性能下降,而低温环境则可能导致光电传感器无法正常工作。
因此,在应用中需要选择适合的光电传感器根据环境温度要求。
第一部分光电式传感器的基本知识教学-精选
第一节 光电式传感器的基本知识
二、常用光源及光电式传感器种类
1.常用光源
(1)自然光源 太阳光、月光等自然界存在的光线。
(2)热辐射光源 热物体都会向空间发出一定的光辐射,基于这种原理的光 源称为热辐射光源。
(3)电致发光器件——发光二极管 固体发光材料在电场激发下产生的发光现象称为电致发光, 它是将电能直接转换成光能的过程。
(6)响应时间 光敏电阻受光照后,光电流并不立刻升到最大值,而要经 历一段时间(上升时间)才能达到最大值。同样,光照停止后, 光电流也需要经过一段时间(下降时间)才能恢复到其暗电流 值,这段时间称为响应时间。
(7)温度特性 温度,暗电阻和灵敏度。
第二节 光电式传感器及其基本特性
三、光敏晶体管
1.光敏二极管 光敏二极管的 PN 结装在管壳的顶部,可以直接受到光的 照射。 当有光照射时,形成与光照度成正比的比无光时大得多的 反向电流即光电流。
第二节 光电式传感器及其基本特性
1.光电池的结构及工作原理
在 N 型衬底上渗入 P 型杂质形成 一个大面积的 PN 结,作为光照敏感面。 光子能量大于硅的禁带宽度,P 型区每 吸收一个光子就产生一对光生电子 - 空 穴对,并形成由表及里扩散的自然 趋势。PN 结内电场使扩散到 PN 结附近的电子 - 空穴对分离, 光生电子被推向 N 区,光生空穴被留在 P 区,从而使 N 区带 负电,P 区带正电,形成光生电动势。
面的一个自由电子,使电子的能量增加到 h。
当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功 A 时,自由电子就可以克服金属表面束缚而逸出, 形成电子发射。这种逸出的电子成为光电子。
1——阳极 A,2 ——阴极 K,3 ——石英玻 璃外壳,4 ——抽气管蒂,5 ——阳极引脚,6 — —阴极引脚。
光电二极管与光电传感器的特性与原理
光电二极管与光电传感器的特性与原理作者:武汉搏盛科技-陈帅联系电话:159********QQ:1371029437①光电传感器介绍光电传感器(光电开关)是一种小型电子设备,它可以检测出其接收到的光强的变化,通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制。
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。
在一般情况下,光电传感器由三部分构成:发送器、接收器和检测电路。
其结构如图1所示:图1光电传感器结构示意图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。
接收器包括光电二极管、光电三极管、光电池等。
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,它能滤出有效信号并应用该信号。
②光电传感器分类光电传感器通常可分为对射型和反射型两类。
(1)对射型光电传感器。
由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。
它的检测距离可达几米乃至几十米。
使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器产生响应并输出一个开关控制信号。
(2)反射型光电开关。
反射型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内,利用反射原理完成光电控制作用。
一种情况下,发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到,一旦光路被检测物挡住,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号;另一种情况下,发光器发出的光并不被专门的反光板反射,但当光路上有检测物通过时,光在检测物表面反射回来并被接收器接收从而产生一个开关信号。
③光电元件光电元件是光电传感器中最重要的部件,常见的有真空光电元件和半导体光电元件两大类。
它们的工作原理都基于不同形式的光电效应:(1)在光线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光电管,光电倍增管等。
(2)在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应,基于内光电效应的光电元件有光敏电阻,光敏晶体管等。
各类传感器原理及说明
各类传感器原理及说明传感器是一种用于感知环境变化并将变化转化成可测量的信号输出的设备。
它是现代智能系统中不可或缺的部分,广泛应用于各个领域,如工业控制、交通运输、医疗设备等。
本文将介绍一些常见的传感器,包括光电传感器、压力传感器、温度传感器、声音传感器和加速度传感器,并对它们的原理和应用进行说明。
1.光电传感器:光电传感器是一种利用光敏元件感知光的存在和强度的装置。
它通常由光源、接收器和信号处理电路组成。
光源发射光束,射向目标物体,当光束被反射或吸收时,接收器接收光信号并将其转化为电信号。
光电传感器可以用于检测物体的存在、位置和颜色等信息,广泛应用于自动化控制、测距仪等领域。
2.压力传感器:压力传感器是一种测量压力的装置。
它通常由传感器芯片、密封部件和信号处理电路组成。
传感器芯片可根据受力大小产生相应的电信号,信号处理电路通过放大和滤波等处理,将输出与压力成正比的电压或电流信号。
压力传感器可以用于测量气体和液体的压力情况,广泛应用于环境监测、工业控制等领域。
3.温度传感器:温度传感器是一种测量温度的装置。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻等。
热电偶通过两种不同金属的连接产生温差效应,将温差转化为电信号输出;热敏电阻则是利用电阻值随温度变化的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象、医疗设备、热水器等领域。
4.声音传感器:声音传感器是一种测量声音的装置。
常见的声音传感器有麦克风和声压传感器等。
麦克风通过接收声音引起的振动,并将振动信号转化为电信号输出;声压传感器则通过测量声音引起的压力差,将压力差转化为电信号输出。
声音传感器广泛应用于通信、声音识别等领域。
5.加速度传感器:加速度传感器是一种测量物体加速度的装置。
它通常由质量块和压电传感器等组成。
当物体受到加速度作用时,质量块受力产生位移,压电传感器将位移转化为电信号输出。
加速度传感器广泛应用于汽车、航空航天、运动感应等领域。
总之,传感器是现代智能系统中必不可少的重要组成部分。
光电传感器光电器件基本原理和特性
被测量 的变化
光信号 的变化
电信号 的变化
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏传感器
光敏传感器的构成:光源、光学通路、光敏器件、 检测处理电路。
常用光源:白炽灯、气体放电光源、LED、激光 器(固体、气体、液体、半导体激光器)
光敏传感器特点:非接触、响应快、性能可靠。
光电传感器光电器件基本原理和特性
亮电阻:光敏电阻在受光照射时的电阻称 为亮电阻, 此时流过的电流称为亮电流。
光电流:亮电流与暗电流之差称为光电流。
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏电阻的基本特性
(1)伏安特性 (2)光照特性 (3)光谱特性 (4)响应时间和频率特性 (5)温度特性
光电传感器光电器件基本原理和特性
(1)伏安特性
光电传感器光电器件基本原理和特性
光电效应
外光电效应:物质吸收光子并激发出自由电子的 现象。基于外光电效应的器件有光电管、光电倍 增管。
内光电效应:
光电导效应:当入射光子射入到半导体时,半导体吸 收入射光子产生电子空穴对,使其电导率增大。基于 这种效应的器件有光敏电阻。
光生伏特效应:在光作用下能使物体产生一定方向电 动势的现象。基于该效应的器件有光电池和光敏二极 管、光敏三极管。
传感器技术
韩君
光敏传感器-理论
光电传感器光电器件基本原理和特性
内容
光敏传感器 光敏器件类型和原理 常用光敏器件特性和基本应用
光敏二极管 光敏晶体管 光敏电阻
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏传感器
光敏传感器的工作原理是:把被测量的变化转换 成光信号的变化,然后通过光敏器件变换成电信 号,检测电路对电信号进行处理。
在一定照度下,光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系
光电传感器工作原理
光电传感器工作原理光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的设备,广泛应用于光电检测、自动控制、光通信等领域。
它通过感知光的特性,将光信号转换为电信号,从而实现对光的测量、检测和控制。
光电传感器的工作原理主要包括光电效应、光电二极管和光敏电阻。
1. 光电效应:光电传感器的工作基于光电效应,即光照射到物质上时,会引起物质内部电子的激发和运动。
光电效应的基本原理是光子与物质中的电子相互作用,将光能转化为电能。
光电效应的主要表现形式有光电发射效应、光电吸收效应和光电导效应。
2. 光电二极管:光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电传感器。
它由PN结构组成,当光照射到PN结上时,光子的能量会激发PN结中的载流子,产生电流。
光电二极管的工作原理是基于光电效应,当光子能量大于材料的带隙能量时,光电二极管才干产生电流。
光电二极管具有快速响应、高灵敏度和宽波长范围等优点,被广泛应用于光电检测和通信领域。
3. 光敏电阻:光敏电阻是一种光电传感器,也被称为光敏电阻器。
它是一种变阻器,其电阻值随光照强度的变化而变化。
光敏电阻的工作原理是基于光电效应,当光照射到光敏电阻上时,光子的能量会激发光敏材料中的载流子,改变材料的电导率,从而导致电阻值的变化。
光敏电阻具有简单、便宜和易于使用的特点,广泛应用于光电检测和光敏控制领域。
光电传感器的工作原理可以简单总结为:光照射到光电传感器上时,光子的能量会激发材料中的载流子,产生电流或者改变电阻值。
通过测量电流或者电阻值的变化,可以得到光信号的信息。
光电传感器的应用非常广泛。
在工业领域,光电传感器可以用于检测物体的位置、颜色、形状等特征,实现自动化控制。
在光通信领域,光电传感器可以用于接收和解码光信号,实现高速、稳定的光通信。
此外,光电传感器还可以应用于光电测量仪器、光电计量等领域。
总之,光电传感器通过光电效应,将光信号转化为电信号,实现对光的测量、检测和控制。
光电二极管和光敏电阻是常见的光电传感器类型,具有不同的工作原理和特点。
光电传感器的参数
光电传感器的参数
光电传感器的参数包括但不限于:
1. 检测距离:它反映了传感器能够检测到的对象距离的范围,例如30mm。
2. 工作电压:决定了传感器正常工作所需的电压,如10\~30VDC。
3. 输出方式:描述了传感器的输出信号类型,例如NPN或PNP。
4. 灵敏度:这是传感器对输入光信号的反应程度,常见的表达方式有流明灵敏度和勒克斯灵敏度。
5. 时间响应特性:描述了传感器对光源辐射响应的快慢,可以用阶跃响应和频率响应来衡量。
6. 频率响应:传感器的响应随光源辐射的调制频率而变化的特性,通常用于描述线性特性的传感器。
此外,光电传感器的参数还包括工作波长、响应时间、测量范围、线性范围、允许误差、重复性、分辨率等。
这些参数根据不同的光电传感器类型和应用场景会有所不同。
如需了解更多信息,建议阅读光电传感器相关书籍或咨询专业人士。
传感器的分类及特点
传感器的分类及特点传感器是用于将感知到的信息转化成可供人和机器理解的信号或者用于探微仪器、感知器、研究装置、计量器及其他设备上的核心部件。
根据其工作原理和应用领域不同,传感器可以分为多种类型,并具有各自独特的特点。
1.分类1.1根据感知物理量的种类按照传感器所感知的物理量的种类,传感器可以分为以下几类:(1)温度传感器:用于感知环境的温度变化,常用的有热敏电阻、热电偶和红外温度传感器等。
(2)压力传感器:用于感知物体所受外力的大小,常见的有压力电阻、压电传感器和电容式压力传感器等。
(3)湿度传感器:用于感知环境的湿度变化,常见的有电容湿度传感器和电导湿度传感器等。
(4)光电传感器:用于感知光的强度和光的频率,常见的有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。
(5)气体传感器:用于感知气体浓度和成分,常见的有化学传感器和电化学传感器等。
(6)加速度传感器:用于感知物体的加速度和震动,常见的有压电加速度传感器和惯性式加速度传感器等。
(7)位置传感器:用于感知物体的位置和位移,常见的有旋转编码器、线性位移传感器和倾角传感器等。
(8)流量传感器:用于感知流体的流量,常见的有电磁流量传感器和热式流量传感器等。
(9)生物传感器:用于感知生物体的生理特征,常见的有心率传感器和脑电传感器等。
(10)运动传感器:用于感知人体的运动特征,常见的有加速度计和陀螺仪等。
(11)声音传感器:用于感知声波的压力、振动或声级,常见的有麦克风和声强传感器等。
(12)化学传感器:用于感知化学物质的浓度和成分,常见的有气敏电阻和化学发光传感器等。
1.2根据工作原理的不同按照传感器的工作原理不同,传感器可以分为以下几类:(1)电阻型传感器:根据电阻值的变化来感知物理量的变化,常见的有热敏电阻和力敏电阻等。
(2)电容型传感器:根据电容值的变化来感知物理量的变化,常见的有电容湿度传感器和电容位移传感器等。
(3)电感型传感器:根据电感值的变化来感知物理量的变化,常见的有磁感应式流量传感器和接近开关等。
四种光电传感器的功能及应用场景
四种光电传感器的功能及应用场景
光电传感器是一类能够将光信号转换为电信号的传感器,广泛应用于自动化、工业生产、电子设备等领域。
以下是四种常见的光电传感器及其功能及应用场景:
1. 光电开关:
功能:光电开关通过检测光线的有无来实现电路的开关控制。
当光束被遮挡时,电路断开;当光束被恢复时,电路闭合。
应用场景:工业自动化中的物料检测、流水线上的物体计数、自动门控制等。
2. 光电传感器:
功能:光电传感器能够检测物体的位置、距离、颜色等参数,通过测量光的反射或透射情况实现。
应用场景:用于自动化生产线上的物体检测、装配线上的定位、印刷行业中的颜色检测等。
3. 光电编码器:
功能:光电编码器通过测量物体旋转时光栅的变化来输出相应的位置信息,实现位置测量。
应用场景:工业机械设备中的位置反馈系统、数控机床的位置控制、电梯的高度测量等。
4. 光电隔离器:
功能:光电隔离器利用光电转换的原理,将电路分隔开,阻止高电压电路对低电压电路的干扰,保证电路的稳定运行。
应用场景:在电力系统中用于隔离高低电压电路、在电子仪器中用于隔离输入输出信号、在通信设备中用于隔离信号传递等。
总体而言,光电传感器在自动化、工业生产、仪器仪表等领域起到了不可替代的作用,通过其高灵敏度、稳定性和精准性,实现了对环境中各种光信号的准确感知和应用。
光电传感器
光电传感器光电传感器是一种可以将光信号转化为电信号的装置。
它具有灵敏度高、响应速度快、可靠性强等特点,广泛应用于工业控制、环境监测、医疗设备、安防系统等领域。
本文将介绍光电传感器的工作原理、分类、应用领域以及未来发展方向。
一、工作原理光电传感器的工作原理基于光电效应。
简单来说,当光照射到光电传感器的光敏元件上时,光子的能量将导致光电子的产生。
光敏元件一般由半导体材料制成,如硅、镓化合物等。
当光电子被产生出来后,它们会在半导体材料内部发生电子迁移,并将导致电荷分布的变化。
这个变化可被传感器中的电路所检测到,并转换为相应的电信号输出。
二、分类根据工作原理的不同,光电传感器可以分为多种类型。
常见的光电传感器有光电开关、光电二极管、光电三极管、光电二极管阵列等。
1. 光电开关光电开关是一种能够检测物体存在与否的传感器。
它通常由光源、发射器、接收器和电路组成。
光源将光照射到被检测物体上,然后由接收器接收反射回来的光信号。
当有物体遮挡光线时,反射光信号会变弱或消失,接收器中的电路会产生相应的响应信号,从而实现对物体存在与否的检测。
2. 光电二极管光电二极管又称为光敏二极管,是利用半导体材料的光电效应工作的传感器。
它具有响应速度快、结构简单、体积小等优点,在光电传感领域中得到广泛应用。
光电二极管可以将光信号转换为电信号输出,并且根据光信号的强弱可以实现对光强度的测量。
3. 光电三极管光电三极管是一种具有放大作用的光电器件。
它除了具有光电二极管的特点外,还可以放大光电信号。
这种传感器通常由光电二极管和共射放大电路组成。
光电信号通过光电二极管产生后,经过共射放大电路放大,最终输出一个相应的电信号。
4. 光电二极管阵列光电二极管阵列是一种由多个光电二极管组成的传感器。
它可以实现对多个光源的检测,广泛应用于图像识别、光学测量等领域。
光电二极管阵列的每个光电二极管相互之间独立工作,可以同时对多个光源进行测量,提高了测量效率和准确性。
光电传感器工作原理、分类及特性详解(收藏)
光电传感器工作原理、分类及特性详解(收藏)
光电传感器是一种小型电子设备,各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。
它主要是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。
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。
光电传感器
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
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。
光电效应原理
光电元件是光电传感器中最重要的组成部分,它的核心工作原理是不同类型的光电效应。
根据波粒二象性,光是由光速运动的光子所组成,当物体受到光线照射时,其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态,自身的电性质也会发生改变,这样的现象称为光电效应。
光电传感器特性测试实验重点
光电传感器特性测试实验
实验目的:
掌握光电转速传感器测量转速的方法。
实验仪器:
THSCCG实训台、转动源、透射式光电传感
器、导线若干。
原理:
光电式转速传感器有反射型和透射型二种,本实训装置是透射型的,传感器端部有发光管和接收管,发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到接收管上,并转换成电信号,由于转盘上有等间距的6个透射孔,转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲,将电脉冲计数处理即可得到转速值。
实训台结构图
实验步骤:
1.光电传感器已安装在转动源上。
2~ 24V电压输出接到三源板的“转动电源”输入,并将2~24V输出调节到最小,+5V电源接到三源板“光电”输出的电源端,光电输出接到频率/转速表的“fin”。
下图为本实验的仿真接线图
2.合上主实训台电源开关,从最小每间隔1V逐渐增大2~24V输出,使转动源转速加快,记录频率/转速表的显示数值,同时可用示波器观察光电传感器的输出波形。
下图为光电传感器输出波形
计算出输出脉冲信号的频率 ,根据 ,便可求出转速。
f 60f n z。
光电传感器的特性与参数
光照特性
光电传感器的积分灵敏度或光谱灵敏度与入射光辐 射通量的关系称为光照特性。
光谱特性
光电传感器的相对光谱灵敏度与入射光线波长的关 系称为光谱特性。该特性反映了一定波长的辐射源只适 应特定的光电传感器。
温度特性
温度特性是指在一定的温度范围内,环境温度对光 电传感器的灵敏度、暗电流、光电流的影响,通常由温 度系数表示。温度系数表示在给定的温度范围内,温度 变化1℃时,光电流的相对平均增量或灵敏度的变化。脉 Nhomakorabea响应特性
光电传感器对阶跃光信号的响应,从稳态值的10%
上升到90%所需要的时间称为上升时间,用tr表示。从
稳态值的90%下降到10%所需要的时间称为下降时间,
用tf表示。
光电传感器的脉冲时间响应特性反映了响应时间的 快慢。
频率响应特性
光电传感器的输出电压(电流)的振幅或相对光谱 灵敏度随入射光辐射通量的调制频率而变化的关系称为 频率响应特性。
光电传感器的特性与参数
灵敏度
光电传感器对单色辐射光通量的响应称为光谱灵敏 度,反映了光电传感器对单色辐射光的响应能力,即:
光电传感器对连续辐射光通量的响应称为积分灵敏 度,反映了光电传感器的输出电压(电流)与入射的总 的辐射光通量之比,即:
上式中Rv和RI分别为光电传感器的电压灵敏度和电
流灵敏度。
伏安特性
在入射光谱不变的情况下,光电传感器的电流与电 压之间的关系称为伏安特性。
硅光敏二极管的伏安特性
量子效率
量子效率是指在一定的波长下,单位时间内产生的 平均光电子数与入射光子数之比。该参数反映了光电器 件的光电转换能力。
谢谢
光电传感器的特性与参数
温度特性
温度特性是指在一定的温度范围内,环境温度对光电传感器的灵敏度、 暗电流、光电流等的影响,通常由温度系数表示。温度系数表示在给定的温 度范围内,温度变化1 ℃时,光电流的相对平均增量或灵敏度的变化。
伏安特性
在入射光谱不变的情况下,光电传感器的电流与电压之间的关系称为伏安特性。
量子效率
量子效率是指在一定的波长下,单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数
上式中Rv和RI分别为光电传感器的电压灵敏度和电流灵敏度。
脉冲响应特性
光电传感器对阶跃光信号的响应,从稳态值的1 0%上升到90%所需
要的时间称为上升时间,用tr表示。从稳态值的90%下降到1 0%所需要的 时间称为下降时间,用tf表示。
光电传感器的脉冲时间响应特性反映了响应时间的快慢。
频率响应特性
光电传感器的特性与参数
Characteristics and parameters of photoelectric sensors
灵敏度
光电传感器对单色辐射光通量的响应称为光谱灵敏度,反映了光电传感器对单 色辐射光的响应能力,即:
光电传感器对连续辐射光通量的响应称为积分灵敏度,反映了光电传感器的输 出电压(电流)与入射的总的辐射光通量之比,即:
之比。该参数反映了光电器件的光电转换能力。
THANK YOU
光电传感器的输出电压(电流)的振幅或相对光谱灵敏度随入射光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ射通量的 调制频率而变化的关系称为频率响应特性。
硫化铅和硫化铊材料制作的光电传感器的频率响应特性曲线
光照特性
光电传感器的积分灵敏度或光谱灵敏度与入射光辐射通量 的关系称为光照特性。
光谱特性
光电传感器的相对光谱灵敏度与入射光线波长的关系称为光谱特性。该特性反 映了一定波长的辐射源只适应特定的光电传感器。
《传感器与检测技术》第八章光电式传感器
光 检 测 放 大
烟 筒
刻 度 校 对
显 示 报 警 器
吸收式烟尘浊度监测系统组成框图
3.包装充填物高度检测
光电开光
光电信号
h 放大 整形 放大
执行机构
利用光电检测技术控制充填高度
五、光电耦合器件
1.光电耦合器 (1)耦合器的组合形式
(2)耦合器的结构形式
(3)耦合器常见的特性
对于光电耦合器的特性,应注意以下各项参数。 1)电流传输比 2)输入输出间的绝缘电阻 3)输入输出间的耐压 4)输入输出间的寄生电容 5)最高工作频率 6)脉冲上升时间和下降时间
的发射极一边做得很大,以扩大光的照射面积。
光敏晶体管的结构与原理电路
原理:光照射在集电结上时 ,形成光电流,相当于 三极管的基极电流。因而集电极电流是光生电流的 β倍,所以光敏晶体管有放大作用。
(3)基本特性 1)光谱特性
应用:光或探测赤热状态物体时,一般都用硅管。但 对红外光进行探测时,锗管较为适宜。
运动的“粒子流”,这种粒子称为光子。每个光子具
有的能量为: E=h·υ
υ—光波频率; h—普朗克常数,h=6.63*10-34J/Hz
对不同频率的光,其光子能量是不相同的,光波频率 越高,光子能量越大。用光照射某一物体,可以看 做是一连串能量为hγ的光子轰击在这个物体上,此 时光子能量就传递给电子,并且是一个光子的全部 能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传 递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射
2.光电开关 (1)典型的光电开关结构
(2)光电开关的应用
第二节 光纤传感器
光纤传感器FOS(Fiber Optical Sensor)用光作为敏 感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。 因此,它同时具有光纤及光学测量的特点。
红外反射式光电传感器特性与工作原理
红外反射式光电传感器特性与工作原理1.反射测量:红外反射式光电传感器通过测量物体反射的光束来检测物体的存在与否。
当物体靠近传感器时,它会反射回一部分光束,接收二极管就会接收到反射光。
通过对接收到的光信号进行分析,可以确定物体的位置和状态。
2.高灵敏度:红外反射式光电传感器对于红外光的接收能力非常敏感。
即使反射光很弱,它也能够检测到物体的存在。
这使得红外反射式光电传感器在各种环境条件下都能够正常工作。
3.可调节性:红外反射式光电传感器通常具有灵活的参数设置,可以根据具体的应用需求进行调整。
可以调节光束的强度、接收二极管的灵敏度等参数,从而适应不同的检测场景。
4.高速响应:红外反射式光电传感器具有快速的响应时间,可以在很短的时间内检测到物体的存在。
这使得它适用于许多高速运动的应用,如自动化生产线上的物体检测和计数。
1.发射信号:传感器中的发光二极管会发射红外光束。
这个光束可以被物体反射或吸收。
2.光束反射和接收:当红外光束被物体反射时,光束会被传感器的接收二极管接收到。
传感器会分析接收到的光信号。
3.光信号处理:接收二极管会将接收到的光信号转换为电信号,并通过信号处理电路进行处理。
这个处理包括放大、滤波和比较等操作。
4.输出信号:信号处理电路会根据处理的结果输出相应的信号。
可以通过输出信号来判断物体的存在与否,或者进行其他的控制操作。
需要注意的是,红外反射式光电传感器对反射物体的颜色、材质和距离等有一定的要求。
具体要求的参数可以根据传感器的规格手册来设定。
另外,由于红外光是不可见的,所以在实际应用中需要注意对传感器的调试和安装,以确保其正常工作。
总之,红外反射式光电传感器是一种常见的光电传感器,其特性包括反射测量、高灵敏度、可调节性和高速响应等。
其工作原理是通过发射红外光束和接收反射光来检测物体的存在与否。
这种传感器在自动化控制、物体检测和计数等领域有着广泛的应用。
红外光电反射式传感器的特性和工作原理
红外光电反射式传感器的特性和工作原理
1.非接触式检测:红外光电反射式传感器可以实现非接触式物体的检测,无需传感器与被检测物体直接接触。
2.高精度检测:红外光电反射式传感器具有高灵敏度和高分辨率,可以精确地检测物体的存在或不存在,并测量物体与传感器之间的距离。
3.可调灵敏度:红外光电反射式传感器的灵敏度可以根据具体应用的需求进行调整,以适应不同的环境和物体。
4.快速响应时间:红外光电反射式传感器的响应时间非常快,可以实时检测物体的存在并产生相应的输出信号。
5.可靠性高:红外光电反射式传感器采用了优质的材料和可靠的电子元件,具有较高的工作可靠性和稳定性。
当没有物体遮挡传感器时,发射的红外光束会被接收器接收到,产生一个高电平信号。
当有物体遮挡传感器时,发射的红外光束无法完全被接收器接收到,导致接收器产生一个低电平信号。
根据接收器输出信号的高低电平,可以判断物体是否存在于传感器的检测范围内。
当接收器输出高电平时,表示没有物体遮挡传感器;当接收器输出低电平时,表示有物体遮挡传感器。
通过测量接收器输出信号的强度,可以确定物体与传感器的距离。
这种测距功能在机器人导航、自动门开关等领域中有着广泛的应用。
红外光电反射式传感器的特性和工作原理使其成为自动控制和检测领域中不可或缺的重要组成部分,为实现自动化和智能化提供了强有力的支
持。
它的可靠性、高精度和快速响应时间等特点,使得其在工业、医疗、安防等领域中的应用越来越广泛。
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图1 光敏电阻结构图 光电传感器基本特性的研究
光电传感器是一种将光量的变化转换为电量变化的传感器.它的物理基础就是光电效应.光电传感器可以用于检测直接应其光量变化的非电量,也可以用于检测能转换成光量变化的其他非电量.光电传感器具有相应快、性能可靠、能实现非接触测量等优点,因而在监测和控制领域获得广泛应用.
光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器,对光线十分敏感,它的电阻值能随着外界光照强弱(明暗)变化而变化.它在无光照射时,呈高阻状态;当有光照射时,其电阻值迅速减小.光敏电阻通常由光敏层、玻璃基片(或树枝防潮膜)和电极等组成的.广泛应用于各种自动控制电路(如自动照明灯控制电路、自动报警电路等)、家用电器(如电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光控制等)及各种测量仪器中.
【实验目的】
1.了解光电传感器的工作原理及相关的特性;
2.了解非电量转化为电量进行动态测量的方法;
3.选择合理的光路和测量电路;
4.测量光电传感器的基本特性.
【实验原理】
一 光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种
特殊电阻器,对光线十分敏感,它的电阻值能随着外
界光照强弱(明暗)变化而变化.它在无光照射时,
呈高阻状态;当有光照射时,其电阻值迅速减小.光
敏电阻通常由光敏层、玻璃基片(或树枝防潮膜)和
电极等组成的.广泛应用于各种自动控制电路(如自
动照明灯控制电路、自动报警电路等)、家用电器(如
电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光控制等)及各种测量仪器中.
1.光敏电阻的工作原理
在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应.本实验所用的光敏电阻就是基于内光电效应的光电元件.当内光电效应发生时,固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带,同时在价带中留下空穴.这样由于材料中载流子个数增加,使材料的电导率增加,电导率的改变量为
n p e n e p μμσ⋅⋅Δ+⋅⋅Δ=Δ
(1)
(1)式中e 为电荷电量;Δp 为空穴浓度的改变量;Δn 为电子浓度的改变量;μ p 为空
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穴的迁移率;μ n 为电子的迁移率.
当光敏电阻两端加上电压U 后,光电流为
U d A I ph ⋅Δ⋅=σ (2)
其中A 为与电流垂直的截面积,d 为电极间的距离.
用于制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物、硒化物和锑化物等半导体材料.目前生产的光敏电阻主要是硫化镉.光敏电阻具有灵敏度高、光谱特性好、使用寿命长、稳定性能高、体积小以及制造工艺简单等特点,被广泛地用于自动化技术中.
2.光敏电阻的基本特性
光敏电阻的基本特性包括伏-安特性、光照特性、光电灵敏度、光谱特性、频率特性和温度特性等.了解光电器件的基本特性对合理选用光电器件非常重要,本实验只介绍光敏电阻的伏-安特性和光照特性.
在一定光照下,光敏电阻的电流与所加电压的伏安特性如图2所示.从图中可以看到,光敏电阻是一个纯电阻,其伏安特性线性良好.在不同光照条件下的伏安特性曲线斜率不同,相应的光敏电阻阻值也不同.在给定偏压下,光照度越大,电流也越大.在一定光照下,电压越大,电流也越大,且没有饱和现象,但不能无限度地提高工作电压,光敏电阻的最高使用电压要有它的耗散功率所决定,而光敏电阻的耗散功率由于其面积和散热田间等因素有关,图中的虚线划分出了额定功耗区,使用时应注意不要使电阻的功率超过额定功耗区.
当光电器件电极上的电压一定时,光电流与入射到光电器件上的光照强度之间的关系称为光照特性.光敏电阻的光照特性如图3所示,图中入射光照度的单位是lx ,由图可以看到,光敏电阻灵敏度高,但其光照特性为非线性,故一般不宜作测量元件,在自动控制中多做开关元件.例如照相机中的电子快门和路灯自动控制电路都使用光敏电阻作为光电传感元件. 2010
4
3
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74二 硅光电池:参见“大学物理实验”第二册 实验九
三 点光源的距离平方反比定律
任何一个光源都可以看作是由一系列点光源字合而成的.当一个光源的发光部分远远小于光源到测量点的距离时,可以将这个光源近似看成点光源.均匀点光源的空间发射光波时遵循距离平方反比定律:点光源在传播方向上某一点的照度E 和该点到光源的距离r 的平方成反比,即
E = I / r 2 (3)
照度E 的单位为lx ,发光强度I 的单位是cd .
【实验仪器】
光源、光源电源、透镜1:f = 50 mm 、透镜2:f = 70 mm 、光敏电阻、硅光电池、稳压电源、数字万用表、取样电阻、负载电阻和照明灯等.
【注意事项】
1. 硅光电池
1) 硅光电池的反向电压不得超过6 V ;
2) 硅光电池的正向不得加电。
2. 光敏电阻
整个实验过程光敏电阻的实际功耗必须≤2/3的最
大功耗,请根据实际光照给出最大工作电压。
1) Φ5(小):最大功耗 100 mW
图3 光敏电阻实物图
2)Φ12(大):最大功耗 200 mW
3.相对光强的验证
本次实验只能通过间接的方式获得光强,如:
1)实验过程是利用点光源的经验公式来获得相对光强的,必须完成实验1,验证给定光源是点光源;
2)实验过程是利用改变驱动电流的方式来获得相对光强的,必须完成实验2,验证驱动电流与发射光强呈正比。
【实验内容】
1.验证LED光源是点光源,并给出点光源成立的条件;
2.验证LED驱动电流与发射光强成正比,并给出成立条件;
3.观察光敏电阻的电阻特性;
4.测量不同光照下光敏电阻的伏安特性;
5.测量不同工作电压下光敏电阻的光照特性;
6.观察硅光电池的光电特性;
7.测量不同光照条件下硅光电池短路电流、开路电压与入射光照度的关系;
8.测量不同光照条件下硅光电池的伏安特性.
【预习思考题】
1.请画出不同测量内容的电路图病给出理由;
2.实验过程中你准备如何改变光照.
【思考题】
1.在利用数字万用表作为测量仪器时,是否需要考虑万用表内阻,为什么?
2.请对自己的实验结果进行评定.
75。