光照强度传感器及其变送电路设计(范文)
毕业设计(论文)-用于追踪太阳光的传感器研究
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题目用于追踪太阳光的传感器研究学生姓名学号所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1204 班指导教师完成地点物理与电信工程学院实验室2013 年6 月6 日陕西理工学院毕业论文﹙设计﹚任务书物电学院院(系) 通信1204 班学生一、毕业论文﹙设计﹚题目用于追踪太阳光的传感器研究二、毕业论文﹙设计﹚工作自_2016_年_1__月__1___日起至__2016_年 6 月__15___日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验教学中心四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:1、追踪太阳光可以大大提高太阳能光伏发电的效率,准确、方便追踪的核心是光电传感器。
根据光电器件的特性、电路原理、控制理论或计算机技术设计一个传感器,能够满指出的方位角、俯仰角,便于控制器及执行机构快速定位。
2、具体做好系统设计、原理分析、实验测试方案和步骤说明。
3、掌握撰写毕业设计报告的方法。
要求格式正确,文字流畅,突出“目的、原理、方法、结论”四要素;对所选题目的研究有系统、深刻的认识,报告陈述、答辩中概念准确,逻辑严密,主题鲜明。
4、要求方案论证有报告;硬件设计有原理,制版、调试有方法、有过程;报告有论文,参考有文献。
进度安排:1、2016年3月15日前完成毕业设计开题报告,并提交至毕业设计管理系统,进入实验室开始设计任务。
2、2016年4月30日前学院组织毕业设计中期检查。
3、2016年5月30日前完成毕业设计成果验收。
4、2016年6月10日前完成设计论文定稿、毕业答辩等工作。
5、2016年6月15日完成毕业设计所有材料的整理归档。
指导教师教研室通信工程教研室主任(签名) 批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名:用于追踪太阳光的传感器研究(陕西理工学院物理与电信工程学院通信1204班,陕西汉中 723003)指导教师:[摘要]在太阳能发电中,因太阳能电池板接受太阳光照强度的不同,太阳能电池板的发电效率会有较大差异,根据太阳活动规律,有效调整太阳电池板与太阳光线的角度是决定太阳能电池板发电效率的关键因素。
简易光照强度检测仪设计
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光照强度测试电路设计报告学院:物理与信息技术学院班级:2011级电子科学与技术班成员:杨万宗光照强度测试电路设计报告引言随着时代的进步和发展,传感器技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术。
传感器是将感受的物理量、化学量等信息,按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。
本设计题目是光敏电阻测量光照强度,用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小,从而使输出电压值改变,通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。
光照强度自动检测电路可以自动检测光照强度的强弱并显示给人们知道此时光照强度的强弱。
该电路还可以设定光照强度的范围,一旦超出此范围该电路系统可以发出警报通知(红灯亮)或直接采取措施使光照强度限定在此范围内。
人们可以通过看此电路装置的显示了解现在的光照状态,做合理的光照调节。
该设计可分为三部分:即光照采集检测部分、光照强度信号处理部分、光照强度显示部分。
还可加上报警部分(蜂蜜器)。
对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件,它可以完成从光的强弱到电阻值变化的信号转换,本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现,要求对各种基本的电子元器件,光敏电阻、电阻、二极管、电压比较器等熟悉,掌握Proteus 仿真软件,本设计具有有线路简单、结构紧凑、成本低等特点。
一、设计的基本思路和系统特点光敏电阻的阻值随光照强度的不同而改变,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值减小,光敏电阻所在支路的电流减小;反之,当光照强度减弱时,光敏电阻额阻值增大,所在支路的电流增大。
电压比较器一般有两个输入端,一个输出端,通过对输入端的两个电压进行比较,根据两个输入电压的大小关系经电压比较器运行后输出相对应的电压值。
发光二极管是能将电信号转化为光信号的电路元件,当二极管正接时,二极管会发光;若二极管反接,则不会发光。
在电压比较器的输入端利用光敏电阻调节输入电压的大小(不同光照强度时得到的输入电压会不同),与参考电压比较,通过电压比较器时在输出端就会得到不同的电压,而后用发光二极管进行测试,根据发光二极管是否发光判断光照强度的强弱。
测控电路课程设计 光照强度测量显示电路
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并对本次课程设计进行总结。
主要参考 资料
[1] 张国雄. 《测控电路》. 机械工业出版社. 2011 [2] 陈磊.单片机控制数字光强检测计的设计[J].大学物理实验.2009.4. [4] 孙圣和,王廷云,徐影..光纤测量与传感技术[M].哈尔滨工业大学出版 社.2007
设计开始先查阅资料,如元器件资料,方案选择等,可以使用单片机方案, 也可以使用模拟电路方案,设计显示电路时注意按照国标显示,并有相应的手动 校正电路。其中运用到了许多基本知识,如:电路理论中电阻电路的分析、模拟 电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识,数字电子线路中开关特性 及数字信号等知识,传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等部分知 识。
主要内容 (参数)
参考期刊、文献等资料设计光照强度测量显示电路,包括以下内容: (1)选择合适的传感器和放大电路;(2)设计 A/D 转换电路;(3)设计
单片机程序;(4)设计数码管显示电路; 根据以上内容要求来设计电路图并具体分析电路图的特性。
任务要求 (进度)
第 1-2 天 : 确定课程设计题目,查阅相关技术资料; 第 3-6 天 : 确定设计内容及方案,并按照确定的方案设计单元电路,
则
。先定 Rb=1K,由上式可得 Ra=49.5K,取其标称值
6
课程设计
51K。另外,R3,R4 一般不超过 1/2 的 Rb。这里,取值为 510,用于保护运放输 入级。 三、单片机对 ADC0832 的控制原理:
正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线,分别是 CS、CLK、 DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双 向的,所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。(见图 3) 当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK 和 DO/DI 的电平可任意。当要进行 A/D 转换时,须先将 CS 使能端置于低电平并 且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯 片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲,DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的 数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平,表示启始信号。 在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能。
基于单片机的光照度传感器设计-毕业设计
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提供完整版的毕业设计编号:审定成绩:重庆邮电大学毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的光照度传感器设计学院名称:通信与信息工程学院学生姓名:***专业:通信工程班级:学号:指导教师:***答辩组负责人:填表时间:年月重庆邮电大学教务处制摘要在科学技术迅猛发展的现代,作为信息获得的一种重要途径——传感器技术得到广泛的应用,其在各个行业中发挥着不可替代的作用,同时对传感器的要求与要求显著提高。
传感器技术对于一个国家的科学发展水平有着重大的决定性作用。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
传感器可以方便的将检测到的模拟信号转化为便于运算处理的数字信号,在现在社会中得到了广泛的运用。
本设计采用光敏电阻为光传感器,光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化(入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大),利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
该设计可分为三部分:即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
具体方法是将光敏电阻与一定值电阻串联接入电路,光照强度的变化会引起光敏电阻阻值的变化,从而影响电路电流及电压值的分布,将模拟电压通过ADC0804模数转换器转换为数字电压,通过VC语言编程,将其集于单片机AT89C51中进行处理,并将其通过液晶屏显示出来。
本设计电路结构简单,成本相对较低,通过对光敏电阻阻值的变化的运算处理,从而检测不同的光照强度,实用性较强。
【关键词】光照强度传感器A/D转换单片机ABSTRACTWith the science and technology developing rapidly today, as a means of obtaining information——the sensor technology got the remarkable progress, its field application is getting more and more wide. Also, its standard has being higher and higher and its demand has being more and more urgent. The sensor technology has become one of the important marks of the national science and technology development level. Therefore, it is very important to understand and grasp the basic structure of all kinds of sensors. Sensors can easily transform the analog signals to digital signals which is facilitate computing and its has a wide range of application in society.The project use photoconductive resistance as a sensor of light intensity, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes(the incident light strong, resistance decreased; the incident light weak, resistance increased). The project can be divided into three parts: testing part, processing part and displaying part. The concrete methods is taking a photoconductive resistance and a certain value resistor in a series access circuit, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes then the voltage changes. We use the ADC0832 to transform the analog signals to digital signals and using AT89C51 to processing the data through programming with Visual C, then display the result through LCD screen. The design has a simple circuit structure, relatively low cost and we can easily know the change of th light intensity through the change of the tolerance of the photoconductive resistance.【Key words】Light intensity Sensor A/D conversion Microcontroller目录前言 (1)第一章传感器相关知识介绍 (2)第一节传感器概述 (2)第二节光敏传感器 (3)第三节传感器的发展 (6)第二章整体框架设计 (7)第一节硬件框架设计 (7)第二节芯片型号选择 (8)第三章A/D转换原理与实现 (11)第一节A/D转换工作原理 (14)第二节ADC0832芯片简介 (17)第四章硬件电路与程序设计 (21)第一节复位电路模块设计 (21)第二节时钟电路模块设计 (22)第三节A/D转换模块设计 (25)第四节LCD显示模块设计 (27)第五章硬件仿真实验 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)一、英文原文 (34)二、英文翻译 (39)三、硬件电路图 (43)四、源程序 (44)前言人们通过感觉器获官得各种信息,然而对于自然规律和各种学科产业的研究开发,人们自身的器就力不能及了,因此传感器应运而生,主要就是为了解决这些人们自身器官所解决不了的问题的。
光照传感器实验报告总结
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光照传感器实验报告总结光照传感器是一种用来检测光线强度的仪器。
它将来自不同方向,如上下、左右等不同角度的光源发出的光转化成电压并进行相应的计算和显示。
可以通过单片机对各种外界输入信号进行分析处理,从而实现自动控制或其他智能化功能。
当我们使用日光灯时,室内的一切就会变得很明亮,但是在夜晚开启的白炽灯却是非常微弱的。
正因为如此,有人建议研究者开发出一种装置,专门检测房间里的明暗程度——把它称作光照传感器,简称 LED。
与之类似,人脸传感器、声音识别系统也都具备了人工智能的特征,属于“智能计算”的范畴,与纯粹的传感技术存在本质区别。
不过,最新研制的“人脸传感器”在成像速度和准确性方面已经比较接近人眼的视觉水平。
传感器内部有三个单色的半导体光敏电阻,当有光线射到传感器上后,它们就会产生电流,然后电路中的放大器根据电流的变化就可以获取图像。
但要注意的是:要使传感器保持稳定工作,需要让被检测物体处于黑暗状态,这样才能避免干扰。
虽说这项技术与传统的摄像头有点相似,但不管怎么说,摄像头只是简单记录下画面,而这款传感器则可以精细刻画人脸轮廓。
为了更好地利用这些信息,科学家想到了通过各种形式展示出来,于是传感器开始尝试着展示各种事物。
有趣的是,虽然光照传感器无法像真正的照相机那样做到连续拍照,但它仍可以以视频格式的形式播放出来,并且每秒钟都会拍摄12张不同的图片。
为什么仅仅一段静止不动的视频会呈现出动态效果呢?原来其中包含了两个加速镜头,可以将静止的影像模拟成运动的图案。
另外,通过对焦、锐化,图片看起来也就像动态影像了。
通过这种方式,我们便能够探索人类认知的局限性,揭秘我们未曾留意的世界。
不过由于目前的大多数 LED 还没达到太阳能电池板的水平,所以仅凭这些图片我们无法获取全面的信息。
不过随着科技的进步,传感器一定会带给我们越来越多的惊喜!。
光照传感器设计实验报告
![光照传感器设计实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/880f763d0a1c59eef8c75fbfc77da26925c596d0.png)
一、实验目的1. 了解光照传感器的基本原理和特性;2. 掌握光照传感器的选型和应用方法;3. 设计并搭建一个简单的光照传感器实验系统;4. 分析实验结果,验证光照传感器的工作性能。
二、实验原理光照传感器是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
根据工作原理,光照传感器可分为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等类型。
本实验采用光敏电阻作为传感元件,其电阻值随光照强度的变化而变化。
光敏电阻的电阻值与光照强度之间的关系可以表示为:R = Ro (I/Io) ^ 4其中,R为光敏电阻的电阻值,Ro为光敏电阻在光照强度为Io时的电阻值,I为实际光照强度。
三、实验设备1. 光照传感器模块:光敏电阻;2. 数据采集器;3. 电脑;4. 连接线;5. 电源;6. 实验台。
四、实验步骤1. 将光照传感器模块与数据采集器连接,并将数据采集器与电脑连接;2. 在电脑上编写程序,设置数据采集器的采样频率和采样时间;3. 将实验台置于稳定的环境中,调整光照强度;4. 运行程序,采集光照强度数据;5. 分析实验数据,绘制光照强度与电阻值之间的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,我们得到了光照强度与光敏电阻电阻值之间的关系曲线,如图1所示。
2. 分析从实验结果可以看出,光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小。
这与实验原理中的公式相符。
同时,我们可以观察到,在光照强度较小时,电阻值的变化较为敏感;而在光照强度较大时,电阻值的变化趋于平缓。
六、实验结论1. 光照传感器是一种将光信号转换为电信号的传感器,具有响应速度快、灵敏度高、成本低等优点;2. 通过实验验证了光照传感器的工作性能,为实际应用提供了参考;3. 本实验所搭建的光照传感器实验系统简单易行,具有较好的实用价值。
七、实验拓展1. 研究不同光照强度下,光敏电阻的响应时间;2. 探索光照传感器在智能家居、智能交通等领域的应用;3. 优化实验系统,提高数据采集的准确性和稳定性。
光照传感器实验报告
![光照传感器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/62a616f09fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d68b.png)
光照传感器实验报告实验报告:光照传感器摘要:本实验通过使用光照传感器来检测室内外光线强度的差异,并对各种不同光源下的光照强度进行测试和比较。
实验结果表明,光照传感器在不同光源下对光照强度的检测具有精确度和重复性。
本实验为后续研究提供了重要的基础数据。
引言:光照传感器被广泛应用于许多领域,例如智能家居、自动化控制、能耗优化等。
但是在实际应用中,光照传感器需要根据不同的光照环境进行调整,因此需要对光照传感器的精度和重复性进行测试和验证。
本实验旨在测试光照传感器在不同光源下对光照强度的检测能力,为光照传感器在后续的实际应用中提供基础数据。
实验设计:本实验分为两个部分。
第一部分是室内和室外光照强度的测量,第二部分是使用不同类型的灯光来测试光照传感器的精度和重复性。
实验设备:1. 光照传感器2. Arduino控制板3. LED灯(冷白光、暖白光、自然白光、黄光)4. 直尺、量角器、万用表等实验步骤:第一部分:室内和室外光照强度的测量1. 将光照传感器连接到Arduino控制板上,并编写程序来读取光照传感器的值。
2. 在室内和室外分别放置光照传感器,并记录每个位置下的光照强度值。
3. 重复测量5次,并计算平均值。
4. 对比室内和室外光照强度的差异并分析原因。
第二部分:使用不同类型的灯光来测试光照传感器的精度和重复性1. 将光照传感器连接到Arduino控制板上,并编写程序来读取光照传感器的值。
2. 分别使用冷白光、暖白光、自然白光、黄光四种不同类型的灯光来测试光照传感器的精度和重复性。
3. 测量5次,并计算平均值。
4. 对比不同类型的灯光下光照传感器的准确度和重复性。
实验结果:第一部分:室内和室外光照强度的测量在室内和室外的测量结果中,光照传感器的读数表明,室内光线强度是大幅低于室外的,这是由于室内光照强度不仅受到同一个光源的照射强度的影响,而且还会受到建筑物、家具等因素的影响。
因此,建筑物内的光照强度波动较大。
光照强度传感器说明书
![光照强度传感器说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/aa62559281c758f5f71f672a.png)
光照强度传感器说明书目录一、产品概述 (2)二、适用范围 (2)三、技术参数 (2)四、功能特点 (3)五、光源的依赖性 (4)六、线色定义 (4)七、固定方式 (5)八、RS485/232 通讯协议 (5)九、常见故障现象及解决方法 (7)十、维护和保养 (8)附:输出信号与光照强度对照表 (9)用户意见反馈表 (10)一、产品概述光照强度传感器是我公司自主研发、生产的一款测量光照强度的仪器,它采用世界前沿光学技术、集光学与电子信号输出为一体的高科技产品,能准确测量各种热光源、微弱热光源、冷光源光照亮度变化,通信传输精度可达 1LX。
本产品外型美观、安装方便,灵敏度高、传输距离长,深受用户欢迎。
二、适用范围本品可广泛用于环境、温室、实验室、养殖、建筑、高档楼宇、工业厂房等的光线强度测量。
三、技术参数1、测量参数量程范围: 0~200000Lux测量精度:±5%光谱范围:400~700nm(植物生长光谱敏感区域)反应时间: < 1S稳定时间:1S2、电路参数工作电压:普通型:12~24V(典型值 12V),静态功耗:约 5mA;输出信号类型:□电压型0~2V;□电流型 4~20mA;□RS485 通讯型(MODBUS)。
输出负载:电流型< 300Ω,电压型>2kΩ工作温湿度:-20℃~55℃、35~85%RH(非凝露)储存温度:-20~+70℃(储存时)防护等级:IP65线长:1 米重量:210g工作电流:静态时 5mA满值时 25mA四、功能特点该产品自投入市场以来,以其优异的质量,卓越的性能赢得广大用户的好评,具备以下特点:1.体型小巧,安装方便,壳体密封性好;2.测量精度较高,稳定性好;3.接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性(峰值波长典型值:560nm);4.光源依赖性弱(白炽灯,荧光灯,卤素灯,白光 LED,日光灯);5.精密过滤器通过 50Hz/60Hz 除光噪功能实现稳定的测定,受红外线影响很小;6.感光区域集中在 400~700nm 范围,适合植物自然光的照度测量。
光照感应实验报告
![光照感应实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/d0ff213d5bcfa1c7aa00b52acfc789eb172d9ea5.png)
光照感应实验报告光照感应实验报告引言:光照感应是一种常见的自动控制技术,通过感应环境中的光照强度,实现对设备的自动开关。
本实验旨在探究光照感应器的原理和应用,并通过实验验证其性能和可靠性。
实验装置:本次实验所使用的光照感应器为一款常见的光敏电阻,通过改变光照强度来改变电阻的阻值。
实验中,我们将光敏电阻与一台LED灯相连,通过测量光敏电阻的阻值来控制LED灯的亮灭。
实验步骤:1. 将光敏电阻与LED灯连接在电路板上,确保连接正确并稳固。
2. 将电路板接入电源,确保电源电压稳定。
3. 调节实验环境中的光照强度,观察LED灯的亮灭情况。
4. 通过测量光敏电阻的阻值,记录不同光照强度下的电阻数值。
5. 分析实验数据,得出结论。
实验结果:在实验过程中,我们观察到随着光照强度的增加,LED灯的亮度逐渐增强。
当光照强度较弱时,LED灯熄灭;而当光照强度较强时,LED灯亮起。
这表明光敏电阻能够根据光照强度的变化,自动调节电阻的阻值,从而控制LED灯的亮灭。
通过测量光敏电阻在不同光照强度下的阻值,我们得到了以下实验数据:光照强度(lx)光敏电阻阻值(Ω)100 1000200 800300 600400 400500 200从实验数据中可以看出,光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小。
这与光敏电阻的工作原理相符,光照强度越强,光照电阻的导电性越好,阻值越小。
实验分析:光照感应器的原理是基于光敏电阻的特性。
光敏电阻是一种能够感应光照强度并改变电阻阻值的器件。
当光照强度较弱时,光敏电阻的阻值较大,电流无法通过;而当光照强度较强时,光敏电阻的阻值较小,电流可以顺利通过。
在实际应用中,光照感应器广泛应用于智能家居、路灯控制、自动门窗等领域。
通过光照感应器,可以实现对室内照明的智能控制,使得灯具能够根据环境光照自动调节亮度,节约能源并提升用户体验。
在路灯控制方面,光照感应器可以根据光照强度的变化,自动控制路灯的开关,提高路灯的使用效率。
光照强度传感器说明书
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光照强度传感器说明书目录一、产品概述 (2)二、适用范围 (2)三、技术参数 (2)四、功能特点 (3)五、光源的依赖性 (4)六、线色定义 (4)七、固定方式 (5)八、RS485/232 通讯协议 (5)九、常见故障现象及解决方法 (7)十、维护和保养 (8)附:输出信号与光照强度对照表 (9)用户意见反馈表 (10)一、产品概述光照强度传感器是我公司自主研发、生产的一款测量光照强度的仪器,它采用世界前沿光学技术、集光学与电子信号输出为一体的高科技产品,能准确测量各种热光源、微弱热光源、冷光源光照亮度变化,通信传输精度可达 1LX。
本产品外型美观、安装方便,灵敏度高、传输距离长,深受用户欢迎。
二、适用范围本品可广泛用于环境、温室、实验室、养殖、建筑、高档楼宇、工业厂房等的光线强度测量。
三、技术参数1、测量参数量程范围: 0~200000Lux测量精度:±5%光谱范围:400~700nm(植物生长光谱敏感区域)反应时间: < 1S稳定时间:1S2、电路参数工作电压:普通型:12~24V(典型值 12V),静态功耗:约 5mA;输出信号类型:□电压型0~2V;□电流型 4~20mA;□RS485 通讯型(MODBUS)。
输出负载:电流型< 300Ω,电压型>2kΩ工作温湿度:-20℃~55℃、35~85%RH(非凝露)储存温度:-20~+70℃(储存时)防护等级:IP65线长:1 米重量:210g工作电流:静态时 5mA满值时 25mA四、功能特点该产品自投入市场以来,以其优异的质量,卓越的性能赢得广大用户的好评,具备以下特点:1.体型小巧,安装方便,壳体密封性好;2.测量精度较高,稳定性好;3.接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性(峰值波长典型值:560nm);4.光源依赖性弱(白炽灯,荧光灯,卤素灯,白光 LED,日光灯);5.精密过滤器通过 50Hz/60Hz 除光噪功能实现稳定的测定,受红外线影响很小;6.感光区域集中在 400~700nm 范围,适合植物自然光的照度测量。
光学传感器电路设计及光线传输性能测量方法
![光学传感器电路设计及光线传输性能测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/8d305c6aabea998fcc22bcd126fff705cd175c65.png)
光学传感器电路设计及光线传输性能测量方法光学传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置。
在各种应用领域中,光学传感器被广泛应用于测量、检测和控制等方面。
本文将讨论光学传感器电路设计以及光线传输性能的测量方法。
光学传感器电路设计是光学传感器工作的关键。
一个好的电路设计能够提高光学传感器的性能和精确度。
在设计光学传感器电路时,需要考虑以下几个方面:首先,选择适当的光敏元件。
光敏元件是光学传感器的核心部件,它能够将光信号转换为电信号。
常见的光敏元件有光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻和光敏传感器等。
根据应用需求和光线条件,选择适当的光敏元件非常重要。
其次,设计合适的光电转换电路。
光电转换电路能够将光敏元件输出的微弱电信号放大,并且进行滤波、放大和线性化处理,提高测量的精度和可靠性。
光电转换电路的设计需要结合光敏元件的参数特性进行,采用合适的电路拓扑结构和元器件。
此外,合理设计供电电路。
光学传感器的供电电路需提供稳定的电源和适当的电流。
供电电路应根据光敏元件和光电转换电路的工作特点,选择适当的供电方式和电源滤波电路,确保传感器能够正常、长时间运行。
光线传输性能的测量是评价光学传感器性能的重要指标之一。
采用合适的测量方法可以准确地评估光学传感器在不同光线条件下的性能并优化其设计。
首先,光线传输性能的测量要考虑光源。
光源的选择应根据具体应用需求和光学传感器的工作条件来确定。
常见的光源有白炽灯、发光二极管和激光器等。
在测量过程中,应保证光源的稳定性和一致性,以获得准确的测量结果。
其次,测量中需要考虑真实环境下的光线条件。
不同光线条件下传感器的性能可能存在差异。
因此,测量时需要模拟实际应用场景的光线条件,如光照强度、光谱分布和光源方向等。
通过对不同光线条件下的测量结果进行比较和分析,可以评估光学传感器在实际应用中的性能表现。
此外,测量方法需要考虑光线的传输损耗和衰减。
光线在传输过程中可能会发生衰减和损耗,影响到传感器的性能。
如何设计一个简单的光强传感器电路
![如何设计一个简单的光强传感器电路](https://img.taocdn.com/s3/m/7402afba0342a8956bec0975f46527d3240ca622.png)
如何设计一个简单的光强传感器电路光强传感器是一种广泛应用于各种领域的传感器,它能够测量周围环境的光强度。
设计一个简单的光强传感器电路可以方便我们对环境光照的实时监测。
本文将介绍如何设计一个简单的光强传感器电路,并提供了一种基于光敏电阻的设计方案。
1.材料准备为了设计一个简单的光强传感器电路,我们需要准备以下材料:- 光敏电阻:光敏电阻是一种根据光照强度变化而变化电阻值的器件。
它的阻值会随着光照强度的增强而减小。
- 电阻:选择一个合适的定值电阻作为电路的参考电阻,用来和光敏电阻组成电压分压电路。
- 运算放大器:为了放大电压信号,我们需要选择一个合适的运算放大器。
- 电源:提供电路所需的电源。
2.电路连接根据上述材料准备好后,我们可以开始连接电路。
以下是一个简单的光强传感器电路连接图示:```+-----------+| || Vcc |+----|>|----|-------> VoutR1 |+----|<|----+| |Vref |R2| || GND |+-----------+```在上述连接图中,光敏电阻与一个参考电阻R1组成电压分压电路,将光敏电阻的变化电压转化为电压信号输出到运算放大器的非反相输入端。
参考电压Vref通过电阻R2连接到运算放大器的反相输入端。
运算放大器的输出端Vout将输出根据光照强度变化的电压信号。
3.电路工作原理光敏电阻位于电路的输入端,它的阻值随着光照强度的增强而减小。
通过电压分压电路,我们可以将光敏电阻的变化电压转化为光强信号的电压输出。
参考电压Vref作为一个固定的参考值,与根据光照强度变化而改变的光敏电阻的电压分压在运算放大器中进行放大。
根据运算放大器的工作原理,当光照强度增加时,光敏电阻的阻值减小,输出信号的电压将增加。
运算放大器输出的电压信号即为传感器测量到的光强信号。
4.性能调试完成电路连接后,我们需要对电路进行性能调试。
为了保证测量的准确性,可以采取以下步骤进行调试:- 确保电源稳定:检查所提供的电源电压是否稳定,以保证电路工作在恒定的电源条件下。
通信系统综合设计报告——光照强度监测系统设计
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目录第一章概述 (2)第一节课题背景与意义 (2)第二节课题设计要求与指标 (2)第二章系统方案选择与确定 (3)第一节硬件系统方案选择 (3)一、光照采集模块方案选择 (3)二、无线传输模块方案选择 (3)三、 LCD显示模块方案选择 (4)四、 MCU模块方案选择 (4)第二节软件系统方案选择 (4)第三章系统硬件设计与实现 (6)第一节采集端硬件设计 (6)一、光照采集模块设计 (7)二、ATmega16L最小系统模块设计 (8)三、无线传输模块设计 (9)第二节终端硬件设计 (10)一、LCD显示模块设计 (11)二、变压电路设计 (12)第四章系统软件设计与实现 (13)第一节程序整体设计 (13)第二节光照采集与AD转换程序设计 (13)第三节无线传输程序设计 (14)第四节LCD显示程序设计 (16)第五节程序下载 (17)第四章测试结果及讨论 (18)第一节LCD显示测试 (18)第二节光照采集与显示测试 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)附录 (23)一、器件清单 (23)二、工具清单 (23)三、实物图 (24)四、程序代码 (24)第一章概述第一节课题背景与意义在现代农业和工业领域,经常需要对一些环境参数进行监测,以做出相应处理,确保设备和系统运行在最佳状态。
随着科技的发展,对环境参数监测系统的要求也越来越高;因此基于传感器、单片机和无线通信芯片设计出一种无线环境参数监测系统十分的重要。
光照强度是一个重要的环境参数,在工业和农业领域有着重要的应用,本课程设计介绍一种可以应用在许多领域的无线光照强度监测系统,实现对环境中的光照强度进行实时采集处理、无线传输与显示的功能。
本文的主要研究工作集中在光照强度监测系统的设计上,通过C语言编程对单片机进行控制,使单片机控制光照采集传感器、无线通信芯片和LCD,实现系统功能。
在本课题的基础上可以设计完成一个高速、方便、稳定的环境数据监测采集和传输系统,可以广泛应用于现代农业和工业领域。
光强传感器课程设计
![光强传感器课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/0920fa85ac51f01dc281e53a580216fc700a53f3.png)
光强传感器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解光强传感器的基本原理,掌握光强传感器的工作方式和性能指标。
2. 学生能描述光强传感器在生活中的应用,了解其在自动化控制、环境监测等方面的作用。
3. 学生掌握光强传感器与其他电子元件的连接方式,学会分析简单的光强传感器电路。
技能目标:1. 学生能够正确使用光强传感器进行数据采集,并能够对采集到的数据进行分析和处理。
2. 学生能够运用光强传感器设计简单的电路,实现特定功能,如光控开关等。
3. 学生通过实践操作,提高动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对物理科学的兴趣,激发探究精神。
2. 学生通过了解光强传感器在现实生活中的应用,认识到科技对社会发展的推动作用,增强社会责任感。
3. 学生在小组合作中,学会尊重他人意见,培养良好的沟通与团队协作能力。
课程性质:本课程为高二年级物理选修课程,结合物理知识与实际应用,注重培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点:高二年级学生对物理知识有一定的基础,具备一定的实验操作能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,引导学生主动探究,培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观的培养,提高学生的综合素质。
通过具体的学习成果分解,使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 光的基本概念:光的传播、反射、折射等基本特性,以及光强度、照度等概念。
2. 光强传感器原理:光敏二极管、光敏三极管等光强传感器的原理、结构、特性及应用。
3. 光强传感器电路设计:连接方式、电路图解析、传感器与微控制器的接口技术。
4. 光强传感器应用案例分析:光控开关、自动路灯、环境光监测等实际应用案例。
5. 实践操作:光强传感器数据采集、电路搭建、功能实现等实践操作。
6. 数据分析与处理:使用传感器采集数据,对数据进行处理和分析,提取有效信息。
教学大纲安排:第一课时:光的基本概念,光强传感器原理及结构。
传感器项目设计范文
![传感器项目设计范文](https://img.taocdn.com/s3/m/456296592379168884868762caaedd3383c4b5ad.png)
传感器项目设计范文一、项目背景随着科技的不断发展,传感器在各个领域的应用越来越广泛。
传感器是能够感知和检测物理量的一种装置,它能够将感知到的信号转化为可用的电信号,并通过各种方式进行处理和传输。
在工业、医疗、环保、农业等领域,传感器的应用已经成为提高生产效率、降低成本以及改善人类生活质量的重要手段。
二、项目目标本项目旨在设计一种多功能传感器,能够感知并检测环境中的多种物理量,并通过云平台进行数据分析和处理。
传感器需要具备以下功能:1.温度检测:能够准确测量环境中的温度,并实时反馈数据。
2.湿度检测:能够检测环境的湿度,并实时反馈数据。
3.光照检测:能够感知环境中的光照强度,并实时反馈数据。
4.声音检测:能够感知环境中的声音,并实时反馈数据。
5.震动检测:能够感知环境中的震动,并实时反馈数据。
三、项目设计1.硬件设计传感器采用物联网模块进行数据传输,将感知到的信号通过无线网络传输至云平台。
传感器内部集成温度传感器、湿度传感器、光传感器、声音传感器和震动传感器。
通过模拟信号转换和数字信号处理,将原始数据转化为数字信号,然后通过物联网模块传送至云平台。
2.软件设计传感器的软件设计主要由两部分组成,一部分是传感器内部的信号处理和数据转换,另一部分是云平台的数据分析和处理。
传感器内部的信号处理程序采用C语言编写,通过采样和滤波技术提高数据的准确性和稳定性。
云平台的数据分析和处理程序采用Python语言编写,能够对传感器数据进行实时监测和统计分析,提供数据可视化的界面。
3.项目实施项目实施主要包括以下几个步骤:(1)搭建传感器硬件平台:购买所需的传感器和物联网模块,按照设计要求进行组装和调试。
(2)编写传感器内部的信号处理程序:根据硬件设计要求,采用C 语言编写传感器内部的信号处理程序。
(3)编写云平台的数据分析和处理程序:根据软件设计要求,采用Python语言编写云平台的数据分析和处理程序。
(4)测试和优化:对传感器进行测试和优化,确保传感器的功能和性能符合设计要求。
基于单片机的光照度自动调节系统设计论文大学论文
![基于单片机的光照度自动调节系统设计论文大学论文](https://img.taocdn.com/s3/m/93bce20a5f0e7cd1842536cf.png)
摘要随着互联网技术带动下的物联网的发展,智能家居逐渐开始迅猛发展。
照明作为家庭用电中的重要部分,智能照明也拥有广阔的发展前景。
而且随着人们对能源节约的越来越深入人心的认识,设计一种可以随着光照强度的变化来调节自身亮度的照明设备显得很有必要。
针对这一问题,本设计采用光照传感器模块采集环境光照强度,然后利用STC89C51单片机对灯光亮度进行控制,完成了光照强度的实时检测与显示,同时可对灯光进行相应的亮度调节,完成了各功能模块的硬件电路设计和软件程序编写,最后用Proteus进行了模拟仿真。
仿真结果表明该设计实现了光照强度的实时检测与显示并能对灯光亮度进行适当调节。
关键词:智能照明;光照强度检测;STC89C51;灯光自动控制;AbstractWith the development of Internet technology, the smart home is beginning to develop rapidly.As an important part of the household,intelligent illumination also has a huge development prospect.And as the understanding of energy saving is deeply rooted in people’s mind, designing a kind of light which can change its light intensity with the surrounding is very necessary.In order to solve this problem, this design uses the light sensor module to collect environmental light intensity and then use STC89C51 microcontroller to control the light pleted the real-time detection and display for the light intensity, and to adjust the brightness of the lighting accordingly a system of the design of the hardware system and software program. After the simulation with the Proteus. The simulation results show that the design realizes the real-time detection and display of the light intensity and can adjust the brightness of the light.Keywords:Intelligent lighting;Light intensity test;STC89C51;Automatic lighting control目录摘要 (I)目录 (III)1 绪论......................................................... - 1 -1.1 课题研究的背景及意义..................................... - 1 -1.2 国外研究现状............................................. - 2 -1.4 本设计主要内容........................................... - 3 -2 方案分析..................................................... - 4 -2.1 光照传感器的方案分析..................................... - 4 -2.2 调光方式的方案分析....................................... - 4 -3 硬件设计..................................................... - 6 -3.1 硬件选型及电路设计....................................... - 6 -3.1.1 单片机............................................ - 6 -3.1.2 晶振电路.......................................... - 7 -3.1.3 复位电路.......................................... - 8 -3.1.4 光照强度传感器.................................... - 8 -3.1.5 显示电路......................................... - 10 -3.1.6 调光电路.......................................... - 11 - 3.2 整体电路设计............................................ - 12 -4 软件设计.................................................... - 13 -4.1 系统软件功能............................................ - 13 -4.2 程序调试................................................ - 14 -4.3 仿真分析................................................ - 16 -致谢......................................................... - 23 -参考文献.................................................... - 24 -附录:程序代码................................................. - 26 -1 绪论1.1 课题研究的背景及意义电灯是人类最伟大的发明之一。
基于光电二极管的光强传感器设计
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基于光电二极管的光强传感器设计
简介
光强传感器是一种测量光的强度和能量的设备。
其应用十分广泛,包括光通信、灯光控制、天气观测和科学实验等。
本文介绍一
种基于光电二极管的光强传感器设计。
设计原理
本设计采用反向加偏压的光电二极管作为光敏元件,将其直接
连接在电路中,利用电流的变化来测量光的强度。
当光照射在光电
二极管上时,光能被光电二极管吸收并产生电子,电子在电场作用
下移动形成电流。
此时,电流的大小与光的强度成正比。
设计步骤
1. 选择光电二极管:选择一个适合的光电二极管作为光敏元件,需要考虑其响应谱、灵敏度、噪声等特性,以及与电路的匹配程度。
2. 设计电路:根据光电二极管的特性,设计一个合适的电路来
测量光的强度。
电路包括反向加偏压电路和转换电路,将光电二极
管的电流转换成电压信号输出。
3. 调整电路参数:根据实际情况,合理调整电路的参数,如反
向加偏压电阻值、转换电路的放大倍数等,以达到最佳的测量效果。
4. 系统测试:对设计好的光强传感器进行系统测试,包括测量
响应特性、线性度、重复性等指标,验证设计的可行性和稳定性。
总结
本设计基于光电二极管的光强传感器,通过设计合适的电路,
实现了对光强的测量。
该传感器具有简单、成本低、响应速度快等
优点,可以广泛应用于光学测量领域。
光照传感器设计论文
![光照传感器设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/4ed26d09c5da50e2524d7f9e.png)
课程设计说明书题目:光照度传感器院(系):电子工程与自动化专业:自动化学生姓名:***学号: ********** 指导教师:赵学军姜辉潘明2013 年 9 月 20 日1.1引言 (3)1.2传感器的概述 (3)2.1光照传感器计光敏元件 (4)2.1.1光敏电阻 (4)2.1.2工作原理 (4)2.1.3光敏二极管 (5)2.1.4工作原理 (5)2.1.5光照传感器的工作原理 (6)3.1光照传感器的设计 (6)3.11设计方案一 (6)3.1.2设计方案二 (8)3.1.3方案比较 (9)4.1系统组成及元器件选用 (9)4.2参数计算 (10)5.1调试与实现 (10)总结与收获 (11)谢辞 (12)参考文献 (12)附录 (12)摘要光照是工业中非常关键的一项物理量,在农业,现代科学研究和各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。
光照强度传感器是现代工业和日常生活中经常出现的一种基于光强变化的检测器件,它可以检测出其接收到的光强的变化,主要使用各种光电元件来将光信号转换成电信号,再经信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理,获取表示光照度的数字信号,再交由微处理器或DSP处理。
光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
本设计利用传感器设计的基本方法,设计制作一个可以感知外界光照度变化的传感器,以实现对光照度信号的测量。
关键词:光照强度;传感器;1.1引言人类处于信息时代,信息技术的三大支柱是测控技术、通信技术和计算机技术,而传感器技术是测控技术的基础。
1.2传感器的概述传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
一种电流型二线制光照强度变送器的设计
![一种电流型二线制光照强度变送器的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/e560025bf6ec4afe04a1b0717fd5360cba1a8ded.png)
一种电流型二线制光照强度变送器的设计邹观鹄;黄大庆【摘要】The study of the two-wire current-light intensity transmitter is relatively small,and the design of it has some disadvantages,such as low precision,bad linearity,the performance is not stable enough and can't output standard 4-20 mA current signal. The design of a two-wire current-light intensity transmitter is described. Its structure consists of light intensity convert to voltage circuit, voltage convert to voltagecircuit,voltage convert to current circuit,and power supply generation circuit. Experimental results show that the transmitter has characteristics of a high accuracy, good lincarity, low power consumption, and can be stable and output reliable standard 4-20 mA current signal.%现阶段对电流型二线制光照强度变送器的研究还相对较少,设计的光照强度变送器普遍存在精度不高,线性度不好,性能不够稳定,不能输出标准4~20 mA电流信号的问题。
介绍了一种电流型二线制光照强度变送器的设计,其结构由光照强度转电压电路、电压范围转换电路、电压转电流电路以及稳压电源产生电路组成。
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重庆工业职业技术学院毕业设计课题名称:单片机流水灯设计专业班级:09电子301学生姓名:魏玉玺指导教师:王雪萍二零一二年四月光照强度传感器及其变送电路设计【摘要】光照强度传感器是现代工业和日常生活中经常出现的一种基于光强变化的检测器件,它可以检测出其接收到的光强的变化,主要使用各种光电元件来将光信号转换成电信号,再经信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理,获取表示光照度的数字信号,再交由微处理器或DSP处理。
光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
本设计利用传感器设计的基本方法,设计制作一个可以感知外界光照度变化的传感器,以实现对光照度信号的测量。
【关键词】:光照强度;传感器;变送电路目录第一章绪论 (4)1.1引言 (4)1.2传感器的概述 (4)第二章系统设计 (5)2.1光电传感器及敏感元件 (5)2.1.1光敏电阻器 (5)2.1.2光敏二极管.............................................................. . (5)2.1.3光敏晶体管 (6)2.2光电传感器概述 (6)2.3光电传感器工作原理 (6)2.4光照传感器的设计 (8)2.4.1设计方案一 (8)2.4.2设计方案二 (9)2.5方案比较 (10)第三章变送电路硬件设计 (10)3.1变送电路简介................................................................................ (10)3.2热电阻二线制变送器的设计 (12)3.2.1信号采集电路 (13)3.2.2一级放大电路和线性化调整电路 (13)3.2.3调零、电源平衡及二级放大电路 (13)3.2.4调满电路和V/I转换电路 (14)3.3 热电偶二线制变送器电路设计 (14)3.3.1信号采集和一级放大电路 (14)3.3.2 线性化调整电路和二级放大电路 (15)第四章软件设计 (17)4.1设计概述 (17)4.1.1热电阻二线制变送器 (17)4.1.2热电偶二线制变送器............................................................................ .18 4.2电阻计算的VB界面设计.. (18)4.3电路类型选择设计 (19)第五章总结与收获 (20)结束语 (21)参考文献 (21)致谢 (22)第一章绪论1.1引言人类处于信息时代,信息技术的三大支柱是测控技术、通信技术和计算机技术,而传感器技术是测控技术的基础。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已为全世界公认。
传感器技术是等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术,应用十分广泛。
光照强度传感器是把光信号转换为电信号的一种传感器,它广泛应用于自动控制、宇航、广播电视等各个领域1.2 传感器的概述传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换器件组成。
它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量,通常是将非电量或电量转换成易于计算机处理和传输的电量。
从信息技术的角度来看,传感器是获取和转换信息的一种工具,这些信息包括电、磁、光、声、热、力、位移、振动、流量、湿度、浓度、成分等。
传感器的核心部件是敏感元件,它是传感器中用来感知外界信息和转换成有用信息的元件。
传感技术是关于传感器及其敏感元件与材料的一门综合性技术。
第二章系统设计2.1光电传感器及敏感元件光电传感器是基于光电效应、将光信号转换为电信号的传感器,其敏感元件是光电器件。
光照传感器主要由光敏元件组成。
目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。
市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。
2.1.1光敏电阻器1.光敏电阻原理光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成,因半导体光电晶体成分不同,又分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓晶体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。
当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,晶体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。
2.光敏电阻的应用光敏电阻器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,照相机中的自动曝光控制等)及各种测量仪器中。
2.1.2光敏二极管光敏二极管是一种将光能变换为电能的器件,它利用了半导体的光生伏特效应的原理。
光敏二极管的种类很多,就材料来分,有用硅及各种化合物制成的光敏二极管;从对光的响应来分,有用于紫外、红外及可见光区域的光敏二极管等等。
不同种类的光敏二极管,其特性也不尽相同。
在使用中应对光敏二极管的类型和性能进行合理的选择。
光电二极管的优点是线性好,响应速度快,对宽范围波长的光具有较高的灵敏度,噪声低;缺点是单独使用输出电流(或电压)很小,需要加放大电路。
适用于通讯及光电控制等电路。
2.1.3光敏晶体管光敏晶体管是光敏传感器中响应特性良好、测光范围最广、利用价值最高的一种传感器,唯一的缺点是输出电压较小,几乎不单个使用,一般要与放大器组合使用2.2光电传感器概述光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。
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。
近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
2.3光电传感器工作原理由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换光电传感器成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.光敏二极管是最常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小(<µA),称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电光电传感器载流子。
在外电场的作用下,光电载流子参于导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。
光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。
光敏三级管的外型与一般三极管相差不大,一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极,基极不引出,管壳同样开窗口,以便光线射入。
为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。
工作时集电结反偏,发射结正偏。
在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三极管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基极产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,集电极电流Ic=(1+β)Ib,可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度2.4光照传感器的设计2.4.1设计方案一该光照传感器是采用光敏电阻进行设计的,设计电路如下图所示图1光照传感器设计方案(一)如图所示该电路是由两部分组成的,第一部分是由光敏电阻,二极管和555定时器构成的多谐振荡电路,第二部分是由逻辑门和发光二极管构成的显示电路。
由于多谐振荡电路利用电容器的充放电来代替外加触发信号,所以,电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。
充电回路是Rd、W1、R1、D1、C1。
此时相当输入是低电平,输出是高电平;当电容器充电达到2/3Vcc时,即输入达到高电平时,电路的状态发生翻转,输出为低电平,电容器开始放电。
当电容器放电达到1/3Vcc时,电路的状态又开始翻转。
如此不断循环。
电容器之所以能够放电,是由于有放电端7脚的作用,因7脚的状态与输出端一致,7脚为低电平电容器放电。
多谐振荡器只有两个暂稳态。
假设当电源接通后,电路处于某一暂稳态,电容C上电压UC略低于1/3Vcc,Uo输出高电平,V1截止,电源UCC通过R1、R2给电容C充电。
随着充电的进行UC逐渐增高,但只要1/3Vcc<Vc<2/3Vcc,输出电压Uo就一直保持高电平不变,这就是第一个暂稳态。
当电容C上的电压UC略微超过2/3Vcc时(即U6和U2均大于等于2/3Vcc时),RS触发器置0,使输出电压Uo从原来的高电平翻转到低电平,即Uo=0,V1导通饱和,此时电容C通过R2和V1放电。
随着电容C放电,UC下降,但只要2/3Vcc>Vc>1/3Vcc,Uo就一直保持低电平不变,这就是第二个暂稳态。
当UC下降到略微低于1/3Vcc时,RS触发器置1,电路输出又变为Uo=1,V1截止,电容C再次充电,又重复上述过程,电路输出便得到周期性的矩形脉冲。
由上可知,当Vc=2/3Vcc时,Uo输出为低电平;当Vc=1/3Vcc时,Uo输出为高电平;A、B、C、D四个端口均接高电平;D1正向导通,反向截止。
它在电路中的作用是决定电容充放电流经电阻的路径,在本电路中Vcc通过Rd、W1、R1、D1向电容C1充电,电容通过R2放电C1的作用是,电路通过它的充放电改变555定时器Uo输出的电压。