光电传感器论文48726
光电传感器在汽车技术中的应用 毕业论文
光电传感器在汽车技术中的应用Photoelectric sensor in automotive technology and Application摘要: 光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化,然后,借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。
如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。
光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛,它是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,结构简单,形式灵活多样。
本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。
并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。
关键词:光电效应光电器件常见故障检测控制发展趋势Photoelectric sensors in automotive applicationAbstract:A photoelectric sensor is measured change is converted into optical signal changes, and then, with the aid of photoelectric element to convert optical signals into electrical signals to control. Such as a photoelectric switch, light resistance, light diode, light battery, such as fiber. Photoelectric sensor in test and control field is widely used, it is used as a photoelectric element detection sensor, a quick reaction, high precision, non-contact and other advantages, and can measure many parameters, and has the advantages of simple structure, flexible and diverse forms. This article lists the photoelectric sensor technology in some fields of application. Elaborated the current sensor technology development status and trend of development.Keywords:Photoelectric effect Optoelectronic devices Common faultDetection and control Development trend目录绪论 (9)汽车作为现代人类社会的交通工具,汽车在人类社会的政治、经济、社会生活各个领域已占据相当重要的地位,为人类经济的发展和社会的进步做出了巨大的贡献,汽车已成为人类文明与进步的象征和标志之一。
光电传感器原理及应用的探讨论文
光电传感器原理及应用的探讨论文摘要在科学技术高度发展的现代社会中,我们主要依靠检测技术获取、筛选和传输信息来实现自动控制。
光电传感器本身具有反应快、精度高、可靠性高等优点,而且其在测量速度方面较快,所以在自动测量领域中得到了广泛的应用。
本文主要针对光电传感器的原理以及其应用等相关问题进行简要探讨。
关键词光电效应;外光电效应;内光电效应;光电子在社会和经济快速发展的背景下,信息技术获得了广泛的应用,并在现代社会中发挥着重要的作用。
很多人在得到资料后通过一系列科学的分析,加工,处理,才能正确认识和把握规律,促进科技工艺的发展。
通过对信息的自动采集和过滤,获取有效的控制信息,可以提升企业的竞争力。
光电子和微电子技术的有效结合,形成了新的光电传感信息技术,这一技术的应用,使精度更高,响应速度更快,是具有高可靠性和高精确度的光电传感器,并且能对表格进行更灵活的测量,在自动检测技术当中得到了非常广泛的应用。
光电传感器的应用可以实现对光学部件的有效检测。
1 光电效应理论基础光电效应分为外部和内部光电效应光电效应。
外部光电效应指的是表面电子的某些对象的光照射发生逃逸的现象,也称为电光效应以外光电子效应。
基于在光电元件上具有光电管,光电倍增管等光学效应的外部光电效应是指光对下一个对象造成影响时,原子的内部电子被释放,但这些电子不会发生表面的逃逸现象,而是仍保持在所述主体的内部,从而使所述被摄体的变化的电阻率或产生电动势。
主要包括光敏电阻器,光电二极管,光电池等光电元件。
在光电材料的光,电子材料吸收能量,如果电子的表面能吸收足够的,电子将克服逃逸的束缚到空间,这是光电效应以外的外表面。
因此,如果光电子逃逸面中,w不同的材料具有不同的功函数,入射光具有一定的频率限制,并且仅当入射光的频率大于该频率的限制,将已光电子,否则力度不大,也不会有光电子,这个频率所具有的上限我们一般把它称为“红色极限”。
而光在电效应当中,价带与正常情况下的那些半导体材料之间所具有的带隙能量间隔在导带之间,价带电子不会自发如果通过转换到导带,使得导电半导体材料少得多的导电,但是,以某种方式与价带电子提供能量,它可以被激发到导带,形成一个载体,增加的方式的导电性时,光对于入射光的能量的激励。
光传感器的原理和应用论文
光传感器的原理和应用引言光传感器是一种能够将光信号转换为电信号的设备。
它可以利用光元件的特性来测量光的强度、频率、波长以及能量等参数。
随着科技的不断发展,光传感器在各个领域中得到了广泛的应用,如环境监测、光通信、机器视觉等。
本文将介绍光传感器的原理和应用。
光传感器的原理光传感器的原理基于光电效应和半导体光电器件的工作原理。
光电效应是指当光照射到材料表面时,会引起材料中的束缚电子跃迁到导带中,并产生电流。
常见的光电效应包括光致发光效应、光电效应和光致发热效应。
光电器件是实现光传感器的关键部件,常用的光电器件包括光敏电阻、光敏二极管、光电二极管、光电晶体管和光电三极管等。
这些器件根据其材料、结构和工作原理的不同,可以实现不同的光测量功能。
光传感器的应用光传感器在许多领域中得到了广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域:1. 环境监测光传感器可以用于环境监测,如测量光照强度、紫外线辐射、空气质量等。
通过实时监测这些参数,可以有效地改善人们的生活环境。
•监测室内光照强度,调节照明设备的亮度,提高能源利用效率。
•监测紫外线辐射,保护人们的皮肤免受紫外线伤害。
•监测空气质量,及时发现并解决空气污染问题。
2. 光通信光传感器在光通信领域中起着重要的作用。
光通信是通过光传感器将信息转换为光信号,通过光纤进行传输和接收。
与传统的电信号传输相比,光通信具有更高的传输速率、更低的信号衰减和更远的传输距离等优点。
•光传感器接收光信号,并将其转换为电信号,用于光通信系统的接收端。
•光传感器可以在光通信系统中用于光信号的发射和接收,实现高速的数据传输。
3. 机器视觉光传感器在机器视觉领域中起着关键的作用。
机器视觉是通过光传感器获取图像信息,并对图像进行分析和处理,达到目标检测、图像识别和图像处理等目的。
•光传感器可以用于机器视觉系统的图像采集,获取目标的图像信息。
•光传感器可以将光信号转换为电信号,并通过图像处理算法进行图像分析和处理。
光电传感器 毕业论文
光电传感器毕业论文光电传感器摘要在科学技术高速发展的现代社会中~人类已经入瞬息万变的信息时代~人们在日常生活~生产过程中~主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输~来实现制动控制~自动调节~目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术~光电半导体技术~光导纤维技术以及光栅技术的发展~使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点~在自动检测技术中得到了广泛应用~它一种是以光电效应为理论基础~由光电材料构成的器件。
关键词:光电元件,光电特性,传感器分类,传感器应用目录1 引言 (5)2 光敏电阻 (6)12.1光敏电阻的工作原理 (6)2.2光敏电阻的主要参数 (7)2.3 光敏电阻的基本特性... ...... ................................. ............ ...7 3 光敏二极管和光敏晶体管 (9)……………………………9 3.1 光敏二极管结构原理…………………………3.2 光敏晶体管结构原理 (10)3.3光谱特性光敏二极管和晶体管的基本特性....................................10 4 光电池 (12)4.1光谱特性光电池 (12)4.2光照特性光电池 (13)4.3温度特性光电.....................................................................14 5光电传感器的结构及应用 (15)5.1光电传感器的结构 (15)5.2光电传感器的应用 (16)5.2.1火焰探测报警器........................... ..................... (17)5.2.2光电式危险探测器.................. ..................... (17)5.2.3燃气热水器中脉冲点火控制器............... ............ (18)...... ......19 5.2.4透射式光电传感器及在烟尘浊度监测上的应用...... 6 结论............................................................... ............... .........20 参考文献....................................................................................21 致谢 (22)1 引言光电传感器由于非接触、高可靠性等优点~在测量时对变被测物体损害小~2所以自其发明以来就在测量领域有着举足轻重的地位~目前它已广泛应用于测量机械量、热工量、成分量、智能车系统等。
光电传感器介绍范文
光电传感器介绍范文光电传感器是一种能将光信号转化为电信号的传感器。
它利用光电效应原理,将光能转化为电能,从而实现对光信号的测量和检测。
光电传感器在工业自动化控制系统中被广泛应用,其多种功能和性能使其成为工业生产和自动化领域中不可或缺的重要部件。
光电传感器的主要构成部分包括光源、光电二极管(或光敏电阻)、放大电路和输出设备。
光源发出的光线经过被测物体后,被光电传感器接收到,光电二极管将光信号转化为电信号,并通过放大电路进行放大,最后由输出设备输出结果。
光电传感器在工作时,通常需要与其他控制设备(如PLC)配合使用,以实现自动化控制。
光电开关是最常见的光电传感器类型之一、光电开关通常由光源、发射器、接收器和输出端组成。
通过发射器发出的光束被接收器接收到,当有物体进入光束范围时,光信号被遮挡,导致接收器输出电信号,从而触发输出端的开关动作。
光电传感器模块是一种更为复杂的光电传感器类型。
它不仅可以检测物体的有无,还可以确定物体的位置、形状等信息。
光电传感器模块通常由数个光电开关组合而成,每个光电开关对应一个特定的检测区域。
当物体进入一些检测区域时,对应的光电开关输出信号,通过对不同光电开关的信号进行处理和判别,可以确定物体的位置和形状等信息。
光电隔离器是一种用于电气隔离的光电传感器。
光电隔离器通过光电二极管和光敏三极管实现电气隔离。
当输入电流通过光电二极管时,产生的光电信号被光敏三极管接收,从而实现输入电路和输出电路的隔离。
光电隔离器广泛应用于测量和控制系统中,可以有效地避免电气干扰和接地问题。
光电编码器是一种利用光电效应原理实现角度、位置等测量的光电传感器。
光电编码器通常由光源、刻度盘、光电二极管阵列和解码电路组成。
光源发出的光线通过刻度盘,经过光电二极管阵列接收到,根据刻度盘上的刻度和光电二极管阵列的输出信号,可以判断出角度、位置等信息。
光电编码器具有测量精度高、抗干扰能力强等特点,广泛应用于机械制造、仪器仪表等领域。
光 电 传 感 器
湖南生物机电职业技术学院毕业设计(论文)课题:光电传感器院系:电子电气工程系专业:机电一体化学生姓名:班级:指导老师:、装订顺序: (1)封面(2)标题、中文摘要及关键词(3)正文(4)附录(5)参考文献摘要在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。
关键词:光电元件;光电特性;传感器分类;传感器应用目录1 引言 (5)2光敏电阻 (6)2.1光敏电阻的工作原理 (6)2.2光敏电阻的主要参数 (7)2.3 光敏电阻的基本特性 (7)3 光敏二极管和光敏晶体管 (9)3.1 光敏二极管结构原理 (9)3.2 光敏晶体管结构原理 (10)3.3光谱特性光敏二极管和晶体管的基本特性 (10)4 光电池 (12)4.1光谱特性光电池 (12)4.2光照特性光电池 (13)4.3温度特性光电 (14)5光电传感器的结构及应用 (15)5.1光电传感器的结构 (15)5.2光电传感器的应用 (16)5.2.1火焰探测报警器 (17)5.2.2光电式危险探测器 (17)5.2.3燃气热水器中脉冲点火控制器 (18)5.2.4透射式光电传感器及在烟尘浊度监测上的应用 (19)6 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1引言光电传感器由于非接触、高可靠性等优点,在测量时对变被测物体损害小,所以自其发明以来就在测量领域有着举足轻重的地位,目前它已广泛应用于测量机械量、热工量、成分量、智能车系统等。
光电传感器技术及其应用研究
光电传感器技术及其应用研究光电传感器是一种利用光敏元件实现光电转换的传感器,是现代电子技术领域重要的研究方向之一。
光电传感器技术应用广泛,涉及到生物医学、环境监测、安全检测等多个领域,而这些领域的技术进步与人们生活质量提高息息相关。
本文将从光电传感器技术的背景、原理、分类、应用等方面进行探讨,旨在了解这一领域的研究现状和未来发展前景。
一、背景光电传感器技术的兴起,源于现代科学技术和产业的需要。
在过去的几十年中,人类社会对信息技术、智能制造、无人驾驶、医疗保健等领域需求不断增长,使得各类传感器技术不断发展和创新。
虽然现场综合信号检测技术得到了极大的发展,但还有很多领域对于光信号的检测需求尚未得到满足,这促进了光电传感器技术的应用和研究。
二、原理光电传感器本质是利用光敏元件对光信号进行转换的设备,它的工作原理基于光电转换效应。
光电转换效应是指光子通过与某些物质相互作用,激发出电子从低势能能级跃迁到高势能能级,进而产生电子和空穴对。
光电传感器就是利用这种效应实现光信号的检测和转换。
目前常用的光敏元件有光电二极管、光电子倍增管、光电荧光检测器、CCD/CMOS等。
三、分类根据光电元件的检测方式,光电传感器可以分为光电接近传感器、光电式编码器、光纤传感器、光学排列传感器等几种类型。
其中,光电接近传感器是光电传感器应用最广泛的一种,其主要原理是利用光电二极管的光电特性,检测物体的位置、移动方向、表面特性等信息。
光电式编码器是将码盘上的条纹标记光电传感器上所产生的输出信号来计算速度、方向、位置等信号的传感器。
光纤传感器是利用光与物质之间的相互作用来检测温度、压力、电磁场等物理量的传感器。
光学排列传感器是将多个光电二极管连接在一起,通过空缺的间隔来检测不同场景信息的传感器。
四、应用光电传感器技术应用广泛,特别是应用于工业、医疗诊断、环境监测、军事和安全检测等领域。
在工业领域中,光电传感器技术可以被用于检测物体的位置、尺寸、形状、质量等信息。
光电传感器论文
题目:光电传感器:光电传感器在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。
一、理论基础——光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数,h=6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律:式中,m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做的功。
由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。
由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。
相应的波长λx式中,c为光速,A为逸出功。
二、光电元件及特性根据外光电元件制造的光电元件有光电子,充气光电管和光电倍曾管。
1.光电管光电管的种类繁多,典型的产品有真空光电管和充气光电管,光它的外形和结构如图1所示,半圆筒形金属片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内,当入射光照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使自由电子的能量增加h。
光电传感器原理及应用的探讨
光电传感器原理及应用的探讨光电传感器是一种以光电效应为基础的传感器,通过光电二极管或光电三极管等光电器件来感应环境中的光信号,将光信号转换为电信号,并对信号进行处理和分析,实现对光强度、光色、光位置等参数的测量和判断。
在现代工业、交通、医疗、通信、安防等领域具有广泛的应用。
光电传感器的原理主要包括光电效应和光电器件的工作原理。
光电效应是指当光照射到物质上时,光子的能量被吸收,将产生电子和空穴的对。
光电器件则利用了光电效应,通过半导体的特性,将光信号转化为电信号。
光电传感器的应用广泛且多样化。
在自动化控制领域,光电传感器可以用于测量和控制工业生产中的光强度、颜色、亮度等参数,实现对生产过程的监测和控制。
在交通领域,光电传感器可用于交通信号灯的控制,通过感应道路上的车辆和行人,调节红绿灯的时间。
在医疗行业,光电传感器可以用于血氧测量、心率监测等医疗设备中。
在通信领域,光电传感器可以用于光纤通信中的光信号检测和调制。
在安防领域,光电传感器可以用于感应入侵者、火灾、烟雾等异常事件,并及时发出警报。
光电传感器具有许多优点。
首先,光电传感器具有高分辨率,能够对微小的光信号进行测量和判断。
其次,光电传感器具有快速响应的特点,能够在短时间内对光信号进行处理和分析。
此外,光电传感器具有稳定性高、抗干扰性强等优点,能够适应各种恶劣的工作环境。
在光电传感器的发展过程中,还存在一些问题和挑战。
首先,光电传感器的性能受到环境光的干扰,因此需要采取一定的抗干扰措施,如滤波器等。
其次,光电传感器在高速、大范围、多参数等复杂条件下的测量和判断仍面临一定的困难。
此外,光电传感器的成本问题也是制约其广泛应用的因素之一。
综上所述,光电传感器作为一种以光电效应为基础的传感器,在工业、交通、医疗、通信、安防等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的进步和工艺的改进,相信光电传感器在性能和应用领域上将不断取得突破和创新,为各领域的发展带来更多的可能性和机遇。
关于传感器论文光电传感器论文
寻迹智能车系统中光电传感器的应用摘要在寻迹智能车系统中,光电传感器的选用十分重要,特别是要求能够在高速运行条件下达到稳定状态的系统中,其重要性更为突出。
经过反复实验验证,在系统达到稳定的前提下,一般的光敏三极管,如国产3DU系列,对路面反射光信号的检测距离在15cm左右。
激光传感器对路面反射光信号的检测距离可以达到90cm。
关键词光电传感器;检测距离;前瞻性;寻迹智能车在自动寻迹智能车系统中,光电传感器的选用是一个至关重要的问题。
现在有很多智能车竞赛都是要求能够完成自动寻迹,如:“飞思卡”杯智能车比赛、瑞萨车模比赛和2003年全国大学生电子设计竞赛“简易智能电动车”等。
自动寻迹主要是要求系统能够辨别出路面的差异,一般是对黑色和白色进行辨别。
由于不同颜色的反射率不同,产生强度不同的光信号。
采用相应的光电传感器就可以对信号做出正确的判断。
本文主要讨论三种不同特性的光电传感器对智能车系统的影响,以及它们的优缺点。
1系统概述寻迹智能车主要包括:光电传感器,用于检测路面信息,将光信号转化为电信号;单片机,单片机的选择范围比较广泛,但也有一些比赛中指定了具体的型号。
其主要作用是对光电传感器采集的信号进行判断处理,控制整个系统的运行;车模,主要包括驱动电机、转向舵机;电源模块提供光电传感器、单片机和电机的电源。
整个系统的工作原理为:光电传感器能够检测到路面反射光信号的强弱。
因为寻迹智能车路面一般采用白色为背景,上面铺有黑色的条带。
采用数量合适的光电传感器就可以检测出路面各个位置的光信号强度,并将其转化为相应的电信号。
将光电传感器输出的电信号送入单片机进行处理,判断出当前车模的位置信息,进而单片机发出控制信号控制驱动电机以及舵机做出相应的动作使车模沿着黑色条带运行。
由此可见,光电传感器就是智能车的“眼睛”。
2几种光电传感器的工作原理与调试结果2.1发射—接收一体器件,光耦合器这种光电传感器的型号有很多,如ST188、TCRT5000等。
毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》
毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》案场各岗位服务流程销售大厅服务岗:1、销售大厅服务岗岗位职责:1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品;2)保持销售区域台面整洁;3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等;4)收集客户意见、建议及现场问题点;2、销售大厅服务岗工作及服务流程阶段工作及服务流程班前阶段1)自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2)检查使用工具及销售大厅物资情况,异常情况及时登记并报告上级。
班中工作程序服务流程行为规范迎接指引递阅资料上饮品(糕点)添加茶水工作要求1)眼神关注客人,当客人距3米距离时,应主动跨出自己的位置迎宾,然后侯客迎询问客户送客户注意事项15度鞠躬微笑问候:“您好!欢迎光临!”2)在客人前方1-2米距离领位,指引请客人向休息区,在客人入座后问客人对座位是否满意:“您好!请问坐这儿可以吗?”得到同意后为客人拉椅入座“好的,请入座!”3)若客人无置业顾问陪同,可询问:请问您有专属的置业顾问吗?,为客人取阅项目资料,并礼貌的告知请客人稍等,置业顾问会很快过来介绍,同时请置业顾问关注该客人;4)问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好,这里是XX销售中心,这边请”5)问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好6)关注客人物品,如物品较多,则主动询问是否需要帮助(如拾到物品须两名人员在场方能打开,提示客人注意贵重物品);7)在满座位的情况下,须先向客人致歉,在请其到沙盘区进行观摩稍作等待;阶段工作及服务流程班中工作程序工作要求注意事项饮料(糕点服务)1)在所有饮料(糕点)服务中必须使用托盘;2)所有饮料服务均已“对不起,打扰一下,请问您需要什么饮品”为起始;3)服务方向:从客人的右面服务;4)当客人的饮料杯中只剩三分之一时,必须询问客人是否需要再添一杯,在二次服务中特别注意瓶口绝对不可以与客人使用的杯子接触;5)在客人再次需要饮料时必须更换杯子;下班程序1)检查使用的工具及销售案场物资情况,异常情况及时记录并报告上级领导;2)填写物资领用申请表并整理客户意见;3)参加班后总结会;4)积极配合销售人员的接待工作,如果下班时间已经到,必须待客人离开后下班;1.3.3.3吧台服务岗1.3.3.3.1吧台服务岗岗位职责1)为来访的客人提供全程的休息及饮品服务;2)保持吧台区域的整洁;3)饮品使用的器皿必须消毒;4)及时补充吧台物资;5)收集客户意见、建议及问题点;1.3.3.3.2吧台服务岗工作及流程阶段工作及服务流程班前阶段1)自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2)检查使用工具及销售大厅物资情况,异常情况及时登记并报告上级。
光电传感器论文
光电传感器论文摘要:本论文旨在对光电传感器进行综合研究和分析,主要涵盖了光电传感器的基本原理、常见应用领域以及未来发展趋势等方面内容。
通过大量的文献调研和实验数据分析,本文对光电传感器的性能表现进行了评估,并提出了一些改进与优化的建议。
同时,本论文还探讨了光电传感器在智能制造、无人驾驶等领域的应用潜力。
通过深入研究和讨论,对于光电传感器技术的发展和应用具有一定的参考意义。
1. 引言随着科学技术的不断进步和社会的不断发展,光电传感器作为一种重要的传感器技术,在各个领域具有广泛的应用前景。
本章将介绍光电传感器的研究背景和意义,并对光电传感器的研究现状进行概述。
2. 光电传感器的基本原理本章将详细介绍光电传感器的基本原理和工作机制。
首先介绍了光电传感器的分类,包括光电二极管、光电三极管和光电二极管阵列等。
其次,阐述了光电传感器的工作原理,包括光电效应、电荷分离和信号传递等过程。
最后,详细介绍了光电传感器的制备工艺和表征方法。
3. 光电传感器的性能评估本章将对光电传感器的性能进行评估和分析。
首先介绍了光电传感器的响应速度、灵敏度和稳定性等基本性能指标,然后详细探讨了如何通过实验和模拟方法对光电传感器的性能进行评估。
最后,通过对比实验数据和文献研究结果,对光电传感器的性能进行综合评价。
4. 光电传感器在智能制造中的应用本章将重点讨论光电传感器在智能制造领域的应用。
首先介绍了智能制造的概念和特点,然后详细阐述了光电传感器在智能制造中的作用和应用案例。
通过分析光电传感器在智能制造中的优势和挑战,提出了未来的发展方向和改进建议。
5. 光电传感器在无人驾驶中的应用本章将重点研究光电传感器在无人驾驶领域的应用。
首先介绍了无人驾驶的基本原理和发展现状,然后详细讨论了光电传感器在无人驾驶中的功能和作用。
同时,对比了不同类型的光电传感器在无人驾驶中的优缺点,并提出了相应的改进方案和建议。
6. 光电传感器的未来发展本章将展望光电传感器的未来发展趋势。
传感器的工作原理及应用论文范文
传感器的工作原理及应用1. 引言传感器是一种能够感知和测量某种物理量或化学量的装置,广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗仪器等领域。
本文将介绍传感器的工作原理以及在不同领域中的应用。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理主要有以下几种:2.1 电阻传感器电阻传感器是根据被测量物理量对电阻值的影响来进行测量的传感器。
它通过将被测量量与电阻值建立数学关系,从而间接测量被测量量的变化。
常见的电阻传感器有温度传感器和压力传感器。
2.2 压电传感器压电传感器是利用压电效应来进行测量的传感器。
当外力施加在压电材料上时,压电材料会产生电荷,这个电荷与外力有关。
通过测量压电材料上的电荷大小来推断外力的大小。
压电传感器广泛应用于振动测量和压力测量领域。
2.3 光电传感器光电传感器是利用光电效应来进行测量的传感器。
它通过将光信号转化为电信号来测量光的强度、光的颜色等。
光电传感器广泛应用于自动化控制、光电检测等领域。
2.4 惯性传感器惯性传感器是利用物体的惯性特性来进行测量的传感器。
它通过测量物体的加速度和角速度来推断物体的位置和姿态。
惯性传感器广泛应用于导航系统、运动跟踪系统等领域。
3. 传感器的应用传感器在各个领域中有着广泛的应用,以下列举几个常见的应用领域:3.1 工业自动化在工业生产过程中,传感器可以用来监测温度、压力、流量等物理量,从而实现自动化控制。
传感器的应用能大大提高工业生产的效率和质量。
•温度传感器用于监测设备的温度,以保证设备正常运行。
•压力传感器用于监测设备的压力,以确保设备在安全范围内运行。
•流量传感器用于监测液体或气体的流量,以强化流程控制。
3.2 环境监测传感器在环境监测领域中起着重要作用,可以监测空气质量、水质和噪音等环境信息,以提供及时的监测数据。
•气体传感器用于监测空气中的有害气体浓度,以保证室内空气质量。
•水质传感器用于监测水体中的PH值、浊度等指标,以评估水质状况。
•声音传感器用于监测噪音水平,以提供安静的工作和生活环境。
光电传感器实验研究论文
光电传感器实验研究摘要随着科学技术的发展,人们发明了各种各样的机器,为了改善机器的性能,提高机器的自动化程度,需要实时地测量反映机器工作状态的信息,并利用这些信息区控制机器,使之处于最佳的工作状态。
同时。
人类生活也越来越注重信息和自动化,在日常的生产学习过程中,人们常常需在必要的环境条件下进行自动采集信息,识别,筛选、传送等一系列的控制过程。
传感器就是在这样一种需求下应用而生,自然而然的面世了,按照不同地外界因素的变化,传感器分为不同的类别有温度传感器,气敏传感器,光电传感器,压电式传感器等。
而在现实不断的使用摸索下,在近代,光电传感渐渐被人们所青睐,在日常生活生产学习中发挥了不可磨灭的作用。
而光敏传感器的物理基础是光电效应,即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。
关键词:光电效应、光电传感器、光敏材料一、引言光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器件,它的敏感度波长在可见光波长附近,包括红外线和紫外线。
光电传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其它传感器,对许多非电量进行检测。
光电式传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量测试技术中占有非常重要的地位。
二、理论基础——光电效应光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。
外光电效应是指在光照射下,电子逸出物体表面的外发射的现象,也称光电发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象,称为光电导效应,大多数光电控制应用的传感器,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。
1.外光电效应光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大,电子会克服束缚逸出表面,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应。
根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。
传感器课程论文(光电传感器)
传感器原理及工程应用课程论文题目:光电传感器的应用学院:XXXXXXXXX学院专业:电子信息科学与技术学号:XXXXXXX:XXX成绩:光电传感器的应用XXXXXXXXXXXXXXX电子系摘要:与传统传感器相比,光电传感器利用光电原件作为检测元件,具有非接触、反应快、可测参数多、精度高、结构简单等优点,而在相关行业、领域中得到了广泛应用,随着现代电子技术的研究不断深入,新型光电传感器在性能、质量价格等方面更具有优势,本文仅就光电传感器原理,其类别与其发展等问题做探讨。
关键词:光电传感器原理分类应用与发展0引言新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。
在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
如今,传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
1光电传感器的原理光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。
光电传感器的物理基础是光电效应,即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
题目:光电传感器
院系:计算机科学与技术学院专业:物联网工程
学号:
姓名:
时间:2014.5.14
光电传感器 在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。
一、理论基础——光电效应
光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应
根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数,h =6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律:
式中,m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。
由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。
由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。
相应的波长λx 式中,c 为光速,A 为逸出功。
二、光电元件及特性
根据外光电元件制造的光电元件有光电子,充气光电管和光电倍曾管。
1.光电管 光电管的种类繁多,典型的产品有真空光电管和充气光电管,光它的外形和结构如图1所示,半圆筒形金属片制成的阴极K 和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A 封装在抽成真空的玻壳内,当入射光照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使自由电子的能量增加h 。
当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A 时,它就可以克服金属表面束缚而逸出,形成电子发射。
这种电子称为光电子,
光电子逸出金属表面后的初始动能为2)21(mv
光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图2所示。
在人射光频率大于“红限”的前提下,从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引,在光电管内形成空间电子流,称为光电流。
此时若光强增大,轰击阴极的光子数增多,单位时间内发射的光电子数也就增多,光电流变大。
在图2所示的电路中,电流和电阻只上的电压降就和光强成函数关系,从而实现光电转换。
当光线照射到光电阴极K 上时,电子从阴极表面逸出,并被光电阳极的正电厂吸收,外电路产生电流I ,在负载电阻 L R 上的电压0U
A hc
K =λA -h m 2
12νν=
光电管的光电特性如图3 所示,从图中可知,在光通量不太大时,光电特性基本是一条直线。
2.光电倍曾管 由于真空光电管的灵敏度低,因此人们研制了具有放大光电流能力的光电倍增管。
图4是光电倍增管结构示意图。
从图中可以看到光电倍增管也有一个阴极K 和一个阳极A ,与光电管不同的是在它的阴极和阳极间设置了若干个二次发射电极,D1、D2、D3…它们称为第一倍增电极、第二倍增电极、…,倍增电极通常为10~15级。
光电倍增管工作时,相邻电极之间保持一定电位差,其中阴极电位最低,各倍增电极电位逐级升高,阳极电位最高。
当入射光照射阴极K 时,从阴极逸出的光电子被第一倍增电极D1加速,以高速轰击D1 ,引起二次电子发射,一个入射的光电子可以产生多个二次电子, D1发射出的二次电子又被D1、D2问的电场加速,射向D2并再次产生二次电子发射……,这样逐级产生的二次电子发射,使电子数量迅速增加,这些电子最后到达阳极,形成较大的阳极电流。
若倍增电极有n 级,各级的倍增率为σ ,则光电倍增管的倍增率可以认为是σN ,因此,光电倍增管有极高的灵敏度。
在输出电流小于1mA 的情况下,它的光电特性在很宽的范围内具有良好的线性关系。
光电倍增管的这个特点,使它多用于微光测量。
3、光敏电阻 光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料的两端装上电极引线,将其封在带有透明窗的管壳里就构成了光敏电阻。
光敏电阻的特性和参数如下:
1)暗电阻 光敏电阻置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为暗电阻,此时流过电阻的电流称为暗电流。
2)亮电阻 光敏电阻置于室温和一定光照条件下测得稳定电阻值称为亮电阻,此时流过电阻的电流称为亮电流。
4、伏安特性 光敏电阻两端所加的电压和流过光敏电阻的电流间的关系称为伏安特性,如图5所示。
从图中可知,伏安特性近似直线,但使用时应限制光敏电阻两端的电压,以免超过虚线所示的功耗区。
图1光电光结构示意图 图2光电管测量电路 图3光电管的光电特性 图
4光
电
倍
增结构
示
意图
图5光敏电阻的伏安特性
5、光电特性光敏电阻两极间电压固定不变时,光照度与亮电流间的关系称为光电特性。
光敏电阻的光电特性呈非线性,这是光敏电阻的主要缺点之一。
三、光电传感器
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的,它的基本结构如图6,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.光电传感器一般由光源,光学通路和光电元件三部分组成.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.
图7
光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系,来达到测量目的的,因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色,光电传感器的电源要是一个恒光源,电源稳定性的设计至关重要,电源的稳定性直接影响到测量的准确性,常用光源有以下几种:
1、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。
它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点,并能和集成电路相匹配。
因此,广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。
2、丝灯泡这是一种最常用的光源,它具有丰富的红外线。
如果选用的光电元件对红外光敏感,构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除,而仅用它的红外线做光源,这样,可有效防止其他光线的干扰。
光敏三极管在低照度入射光下工作时,或者希望得到较大的输出功率时,也可以配以放大电路,如图9所示。
由于光敏电池即使在强光照射下,最大输出电压也仅0.6V,还不能使下一级晶体管有较大的电流输出,故必须加正向偏压,如图9(a)所示。
为了减小晶体管基极电路阻抗变化,尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压,可在光电池两端并联一个电阻。
或者象图9(b)所示的那样利用锗二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加,使硅管e、b极间电压大于0.7V,而导通工作。
这种情况下也可以使用硅光电池组,如图10(c)所示。
半导体光电元件的光电转换电路也可以使用集成运算放大器。
硅光敏二极管通过集成运放可得到较大输出幅度,如图11(a)所示。
当光照产生的光电流为时,输出电压为了保证光敏二极管处于反向偏置,在它的正极要加一个负电压。
图11(b)给出硅光电池的光电转换电路,由于光电池的短路电流和光照成线性关系,因此将它接在运放的正、反相输入端之间,利用这两端电位差接近于零的特点,可以得到较好的效果。
在图中所示条件下,输出电压
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,如测液体、气体透明度和混浊度的光电比色计等;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,如光电比色温度计和光照度计等;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,如振动测量、工件尺寸测量;而在脉冲式光电传感器中在这种传感器中,光电元件接受的光信号是断续变化的,因此光电元件处于开关工作状态,它输出的光电流通常是只有两种稳定状态的脉冲形式的信号,多用于光电计数和光电式转速测量等场合。