光电传感器

光耦应用实例2
光耦应用实例3
光耦应用实例3
• 图3电路为“与门”逻辑电路。其逻辑 表达式为P=AB。图中两只光敏管串联， 只有当输入逻辑电平A=1、B=1时，输 出P=1。同理，还可以组成“或门”、 “与非门”、“或非门”等逻辑电路。
光耦应用实例4
光耦应用实例5
红外对管
• 黑线检测电路:由一对红外发射、接收管 组合在一个特定的模具中构成的。由于 黑色对光的吸收能力较强，发射管发出 的大部分红外光都被黑线吸收，所以接 收管接收不到黑线反射回来的红外光， 而白色对光线的吸收能力较弱，所以接 收管可以接收到反射回来的红外光。正 是由于这个原理该电路经常被用于小车 寻迹等。
红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
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
红外线辐射温度计 在非接触体温测量中的应用
耳温仪
红外线辐射温度计用于人体额温测量
红外线辐射温度计在非接 触温度测量中的应用
集成IC 温度测量
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）
光耦的种类
• 光电耦合器分为两种：一种为非线性光 耦，另一种为线性光耦。 • 非线性光耦的电流传输特性曲线是非线 性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不 适合于传输模拟量。 常用的4N系列光耦属于 非线性光耦 。 • 线性光耦的电流传输特性曲线接近直线， 并且小信号时性能较好，能以线性特性进行 隔离控制。 常用的线性光耦是PC817A—C 系列。
光电开关
光电开关
• 发射极输出电路跟集电极输出电路类 似，但电压利用率较低，入射光信号 与输出信号同相位，可以获得以地为 基准的输出信号，响应频率与集电极 输出电路相同。 • 如果想要输出较大信号，可在输出级 加三极管进行放大。
光电开关
光耦
• 光耦的定义: • 耦合器（optical coupler，英文缩写为OC） 亦称光电隔离器，简称光耦，是开关电源电 路中常用的器件。
比色温度计适于环境条件恶劣的工业现场中使用，如 : 烟雾、水蒸气、灰尘比较严重的钢铁、焦化和炉窑等应用现 场。
红外避障光电开关
• 是一种集发射与接收于一体的光电传感 器，主要用于障碍物的检测。该传感器 具有受可见光干扰小、使用方便等特点， 广泛应用于机器人（小车）避障、流水 线计件等场合。传感器外型结构及接线 图如下：（不同厂家生产的传感器引线 颜色和驱动电压也会有所区别，在使用 时请仔细检查传感器上标注的信息）
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm 接插件
热释电报警器（续）
吸顶式 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
热释电传感器在智能空调中的应用
智能空调能检测 左右范围 出屋内是否有人，微 空调中，热释电传感器的菲涅尔 处理器据此自动调节 空调的出风量，以达 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 到节能的目的。
场效应管
两块反向 串联的热 释电晶片
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。
光耦的作用
• • • • • • • 由于光耦种类繁多，结构独特，优点突出，因而 其应用十分广泛，主要应用以下场合： (1) 在逻辑电路上的应用 光电耦合器可以构成各种逻辑电路，由于光电耦 合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，因此，由 它构成的逻辑电路更可靠。 (2) 作为固体开关应用 在开关电路中，往往要求控制电路和开关之间要 有很好的电隔离，对于一般的电子开关来说是很难做 到的，但用光电耦合器却很容易实现。 (3) 在触发电路上的应用 将光电耦合器用于双稳态输出电路，由于可以把 发光二极管分别串入两管发射极回路，可有效地解决 输出与负载隔离地问题。
光耦的作用
• • • • (4) 在脉冲放大电路中的应用 光电耦合器应用于数字电路，可以将脉 冲信号进行放大。 (5) 在线性电路上的应用 线性光电耦合器应用于线性电路中，具 有较高地线性度以及优良地电隔离性能。 (6) 特殊场合的应用 光电耦合器还可应用于高压控制，取代 变压器，代替触点继电器以及用于A/D电路等 多种场合。
光耦的优点
• 光耦合器的主要优点是：信号单向传输， 输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出 信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作 稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。
光耦的优点
• 光耦合器是70年代发展起来产新型器件， 现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦 合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振 荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、 数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固 态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微 机接口中。在单片开关电源中，利用线性光 耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制 端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。
是静止着还是走动着。
上 下 范 围
热释电传感器
VCC J4 1 2 R1 9.1 K R8 50 0K U1 C3 Q1 LHI874 D S G 10 3 R4 5K R5 1M R7 2M C8 C1 10 3 R2 47 K C7 10 uF C2 10 3 S1 R6 1M C5 10 3 C9 47 uF SW SPDT C6 C1 0 10 3 47 3 10 uF C4 10 3 9 10 11 12 13 14 15 16 R3 47 K 9 10 11 12 13 14 15 16 BISS00 01 VCC 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 R9 51 0 R1 0 51 0 R1 1 1K CON2
菲涅尔透镜的工作原理
•
移动物体或人发射的红外线进入透镜， 产生一个交替的“盲区”和“高灵敏区” ， 这样就产生了电脉冲。
菲涅尔透镜
菲涅尔透 镜
热释电晶片
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
热释电套件
热释电报警器
菲涅尔透 镜
• •
常用的光耦芯片有4N25等
光耦应用实例1
光耦应用实例1
• 图1电路中，当输入信号ui为低电平时，晶体 管V1处于截止状态，光电耦合器B1中发光二 极管的电流近似为零，输出端Q11、Q12间 的电阻很大，相当于开关“断开”；当ui为 高电平时，v1导通，B1中发光二极管发光， Q11、Q12间的电阻变小，相当于开关“接 通”．该电路因Ui为低电平时，开关不通， 故为高电平导通状态．
热释电传感器简介
比如：在房间无人时会自动停机的空 调机、饮水机；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 等等…… 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。
热释电传感器的内部电路
光耦的工作原理
• 由于光耦合器输入输出间互相隔离，电 信号传输具有单向性等特点，因而具有良好 的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合 器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因 而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长 线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提 高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中 作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计 算机工作的可靠性。
红外避障光电开关（熟称炮筒）
复习
• 1、说出以下光电式传感器的具体名 称。 • 2、除了以上光电式传感器之外还有 哪些常用的光电式传感器？ • 3、什么叫光电效应？
来自百度文库
说出以下光电式传感器的具体名称
4、简述以下电路的工作原理
热释电传感器
• 一种能够扑捉人体红外线辐射的传感器，广泛 应用于各种防盗系统中。
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）
比色式温度传感器温度非接触 测量中的应用
比色式温度传感器采用比色式（双 波段）测温原理实现对被测目标的非接 触测温，用户不需知道物质的发射率。 它抗烟雾、水蒸气和灰尘能力较强，不 受窗口玻璃影响，能瞄准 ,测量小目标， 可不考虑距离系数，可以不完全被目标 充满，不需调焦就可准确测量。
红外发射/接收二极管
• 独立的红外发光二极管和红外接收二极 管： • 验证电路：单路简易红外遥控电路，接 收电路可参照红外对管电路设计。
红外发射/接收二极管
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30℃~3000℃，中间分成若干个不同的 规格，可根据需要选择适合的型号。
J2 CON2
J3 CON2
2 1
2 1
光敏二极管
光电特性
IΦ
4mA
光 电 流
请判断灵敏度的高低 光敏 三极管
光敏 二极管
0.3mA
光照 3000lx
E
0
请计算当E=100lx时，光敏二极管的光电流IΦ
光电开关
• 光电开关也称光电断路器它是一种光 电耦合器，以光为介质进行信号传输 装置的总称。下图是它的应用电路。 它的输出形式有集电极输出与发射极 输出。 • 集电极输出电路的响应频率为几万赫 兹，可以有效地作为控制电机运转的 传感器，入射光信号与输出信号反相 位。
光耦的工作原理
• 耦合器以光为媒介传输电信号。它对输 入、输出电信号有良好的隔离作用，所以， 它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已 成为种类最多、用途最广的光电器件之一。 光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光 的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光 二极管（LED），使之发出一定波长的光， 被光探测器接收而产生光电流，再经过进一 步放大后输出。这就完成了电—光—电的转 换，从而起到输入、输出、隔离的作用。
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。早 在1938年，有人提出过利用热释电效应探测 红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代 才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电 晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光 谱仪、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。