光电式速度传感器重点
光电式测速传感器-全球百科
光电式测速传感器-全球百科
光电式测速传感器是应用最广、转速计量人员比较熟悉的一种类型。
它输出低于电源电压约1V的矩形没电脉冲，频率范围有几千至几十kHz，不同的设计其性能差异较大。
转速测量仪配套的光电传感器，大都采用了半导体激光组件，不同产品大都采用专用配套传感器，工业生产中采用的光电式接近开关，也可用于测速，但其精度较低、量程较小，主要用于检测物料接近规定位移位置。
在此，对它们的工作原理和性能、不作介绍。
需要提示的是，转速二次仪表配套使用的光电式传感器可能与实验室和便携式测速仪的光电传感器在外形结构上有较大差别，可能是一种尺寸较大的螺杆式光电接近开关。
应遵照使用说明书的要求安装使用。
光电式速度传感器原理
光电式速度传感器原理宝子们！今天咱们来唠唠光电式速度传感器这个超有趣的小玩意儿的原理，可好玩儿啦。
光电式速度传感器呢，就像是一个有着神奇魔法的小侦探，专门用来侦查速度的秘密。
那它到底是怎么做到的呢？咱先得知道啊，光电式速度传感器主要是利用了光电效应这个超酷的物理现象。
简单来说呢，就是光和电之间有一些奇妙的互动。
就像两个好朋友，光给电一点小刺激，电就会做出一些很有趣的反应。
想象一下，这个传感器里有个小光源，就像一个小小的手电筒，它会发出光。
这光啊，可是肩负着重大使命的。
然后呢，还有一个光电元件，这个光电元件就像是一个超级敏感的小耳朵，专门用来听光的“话”。
当光照射到这个光电元件上的时候，就会产生电信号。
这就像是光在跟光电元件悄悄说：“我来啦，你得做点啥反应哦。
”然后光电元件就很听话地产生了电信号。
那这和速度有啥关系呢？这就更有意思啦。
在传感器的构造里，通常会有一些特殊的设计。
比如说，有一个带有齿或者孔的圆盘。
这个圆盘就像是一个调皮的小齿轮，它会跟着要测量速度的物体一起转动。
当这个圆盘转动的时候，那些齿或者孔就会不断地挡住光或者让光通过。
就好比这个圆盘是一个小闸门，一会儿开一会儿关。
光就像小水流，被这个小闸门控制着。
当圆盘转动得快的时候，光被挡住和通过的频率就会很高。
相反，当圆盘转动得慢的时候，这个频率就会低一些。
而我们的光电元件呢，它就会根据光被挡住和通过的频率不同，产生不同频率的电信号。
这就像是它在向我们报告：“这个圆盘转得快呢，我这里的电信号都变得很急促啦。
”或者“这个圆盘转得慢，我的电信号也慢悠悠的。
”然后呢，我们就可以根据这个电信号的频率来计算出圆盘的转动速度啦。
因为这个圆盘是跟着要测速度的物体一起动的，所以也就知道了物体的速度。
这就像是通过数小闸门开关的次数，来知道水流的速度一样，只不过这里是光和电在做游戏。
你看，光电式速度传感器是不是超级有趣呀？它就像是一个小小的、充满智慧的小精灵，在光和电的世界里，巧妙地把速度这个看不见摸不着的东西，变成了我们可以测量和了解的电信号。
光电式车速传感器项目主要内容测车速
光电式车速传感器项目主要内容测车速一、项目背景二、光电式车速传感器的原理三、光电式车速传感器的特点四、光电式车速传感器的应用场景五、光电式车速传感器的研发与制造六、光电式车速传感器的市场前景一、项目背景随着汽车工业的发展，车辆安全性能和驾驶体验越来越受到关注。
而车速是汽车行驶中最基本也是最重要的参数之一，因此对于汽车行业来说，如何精准地测量和控制车辆行驶速度成为了一个不可忽视的问题。
为了满足这一需求，人们研发出了各种类型的车速传感器。
其中，光电式车速传感器因其高精度、高稳定性等优点，逐渐成为了汽车行业中最常用的一种。
二、光电式车速传感器的原理光电式车速传感器是利用反射原理测量物体运动速度的设备。
其工作原理是通过红外线发射装置向运动物体（通常是轮毂）发射红外线信号，当信号遇到运动物体后被反射回来并被接收器接收，通过计算反射信号的时间差来确定物体的运动速度。
三、光电式车速传感器的特点1.高精度：光电式车速传感器可以实现毫米级别的测量精度，可以满足高速公路等高速运动场景下对于车速测量的要求。
2.高稳定性：光电式车速传感器采用红外线发射和接收技术，具有较高的稳定性和可靠性，能够在恶劣环境下正常工作。
3.易于安装：光电式车速传感器结构简单，安装方便，不需要对汽车进行改装或者拆卸。
4.低功耗：光电式车速传感器采用红外线技术，功耗较低，在保证精度和稳定性的前提下能够节省能源。
四、光电式车速传感器的应用场景1.汽车行业：光电式车速传感器广泛应用于汽车行业中。
其主要作用是测量轮毂转动的角速度，并将其转化为实际行驶速度。
通过与发动机控制系统配合使用，可以实现对汽车行驶状态进行监控和调整。
2.物流行业：光电式车速传感器可以应用于物流行业中，用于测量货车的行驶速度和里程数。
通过与GPS系统配合使用，可以实现对货车的实时监控和管理。
3.铁路行业：光电式车速传感器也可以应用于铁路行业中，用于测量列车的运动速度和位置信息。
通过与列车控制系统配合使用，可以实现对列车运行状态进行监控和调整。
光电式速度传感器的工作原理
光电式速度传感器的工作原理光电式速度传感器，这个名字听起来有点高大上，但其实它的工作原理简单得就像你吃泡面。
想象一下，阳光普照，万物复苏，咱们的传感器就像个“眼睛”，专门用来“看”东西的运动。
它的核心其实是一些光源和光电探测器，光源发出的光线会照射到移动的物体上，哎，这个时候就开始有意思了。
光线一照到物体，反射回来，探测器就能捕捉到这道反射光。
嘿，这就像是小朋友在玩“捉迷藏”，一旦被找到，立马就能报告“我找到你了！”。
光电式速度传感器的运作可不止这点。
你知道吗，传感器里的光源通常是激光或者LED，激光嘛，精准得很，能把光线聚焦得像针一样细，简直就是“光的特种兵”。
而那些光电探测器就好比“侦察兵”，专门负责监测光线的强弱变化。
一旦物体开始移动，光线被遮挡或者反射的强度变化就会被探测到。
说白了，它就是在为我们提供一个“快照”，记录下物体移动的速度。
想想看，车子在高速公路上飞驰，传感器就像个勤快的小蜜蜂，忙着记录车速，一旦有变化，它马上就能捕捉到。
这种传感器的反应速度真是快得惊人，几乎像闪电一样，轻松应对高速运动的物体。
就拿赛车来说吧，咱们的光电式速度传感器能在一瞬间就告诉车手现在的速度是多少。
试想一下，赛车手正紧张地比赛，忽然传感器“嗖”地一下，给出一个精准的速度值，这可比看天气预报准多了。
用它来做测速，简直是如虎添翼，既安全又高效。
光电式速度传感器的应用范围可广泛了，除了赛车，还有工厂的流水线、物流仓库，甚至交通监控系统都有它的身影。
想象一下，物流中心的传送带上，包裹们像小子弹一样飞驰而过，传感器忙得不可开交，确保每一个包裹都能准确无误地到达目的地，真是科技改变生活，效率倍增啊。
像任何技术一样，光电式速度传感器也有它的小脾气。
环境光的变化会影响它的表现，就像人心情不好的时候工作效率低一样。
太强的阳光或者杂乱的光线都可能让它搞不清楚状况。
不过，别担心，现在的科技日新月异，很多新型的传感器都能克服这些小麻烦，像升级版的“战斗机”，更加强大，适应性更强。
《光电式传感器》课件
光电式传感器的Байду номын сангаас类
• 总结词：光电式传感器有多种分类方式，如按工作方式可分为直接转换 型和间接转换型，按输出信号可分为模拟输出和数字输出等。
• 详细描述：根据工作方式的不同，光电式传感器可以分为直接转换型和间接转换型两类。直接转换型传感器利用光电效 应直接将光信号转换为电信号，如光电管、光电倍增管等；而间接转换型传感器则通过其他物理效应将光信号转换为电 信号，如光电池、光电晶体管等。此外，根据输出信号的不同，光电式传感器可以分为模拟输出和数字输出两类。模拟 输出型传感器输出连续变化的电信号，如光电管和光电池；数字输出型传感器则输出离散的电信号，如光电码盘和光电 开关等。
联网领域的应用越来越广泛。未来，需要加强光电式传感器在这些领域
的应用研究，推动相关技术的进步和发展。
03
交叉学科融合发展
光电式传感器涉及到多个学科领域，如物理学、化学、生物学等。未来
，需要加强交叉学科的融合发展，推动光电式传感器在更多领域的应用
和创新。
光电式传感器通常采用光信号传输，不易 受到电磁干扰的影响，具有较好的抗干扰 能力。
光电式传感器的缺点
对环境光敏感
光电式传感器容易受到环境光的影响 ，特别是在室外或者强光环境下，测 量精度会降低。
成本较高
光电式传感器通常需要使用高精度的 光学元件和电子元件，导致其成本较 高。
需要稳定的光源和检测器
光电式传感器需要稳定的光源和检测 器，以保证测量的准确性和稳定性。
《光电式传感器 》PPT课件
目录
• 光电式传感器概述 • 光电式传感器的应用 • 光电式传感器的优缺点 • 光电式传感器的发展趋势 • 光电式传感器的研究现状与展望
01
测速传感器GS-150光电式速度传感器参数
一、产品简介：
GS-150型速度传感器是用来测量皮带速度的传感器，采用了先进的光电转换技术，能够可靠、准确地将皮带速度转化为脉冲频率信号输出。
二、工作原理：
速度传感器通常安装在皮带机回皮带的上部，速度传感器的磨擦轮可以随着皮带的运动随之转动，该装置在SD+脚输出一系列脉冲，输出的脉冲频率正比于皮带速度。
SD+引脚为集电极开路，工作时需要外接2K~10K欧姆负载电阻上拉至+12V电源。
三、技术指标：
1.测速齿盘齿数为50齿；
2.磨擦轮直径为150.5mm；
3.额定电压：12VDC；
4.发光二机管输入正向电流：10mA（典型），集电极通光电流输出1mA（最小）；
5.脉冲电平：输出高电平幅值大于10V；输出低电平幅值小于5V；
6.测速范围：0～5m/s；
四、使用环境：
1. 环境温度：-20℃～50℃；
2. 不含有过量有害气体，不直接接触腐蚀性物品。
五、基本维护：
1.清理皮带时不能将水柱直射到速度传感器上，防止进水。
2.经常查看称重显示仪表速度采样值，如有异常，检查速度传感器引出线SD+脚输出值，如摩擦轮转动时SD+脚无脉冲输出应将速度传感器拆下更换光电传感器。
六、默认接线方式: 红--- +12V 黑(或蓝)--- GND 黄--- SD+。
传感器-(光电式)讲课文档
第2章 光电式传感器 10
莫尔条纹
第三十九页，共91页。
第2章 光电式传感器 10
（1）莫尔条纹移动方向与两光栅相对移动方向垂 直。 （2）莫尔条纹有位移的放大作用。
第四十页，共91页。
第2章 光电式传感器 10
第四十一页，共91页。
第2章 光电式传感器 10
光栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移，若用光电 器件记录莫尔条纹通过某点的数目，便可知主光栅移动的 距离，也就测得了被测物体的位移量。
第四十五页，共91页。
第11、2章什么是光光电纤式传感传器感？器其在11检测液位、温度方面
怎么应用？
第四十六页，共91页。
第2章 光电式传感器 11
光纤传感器
光纤传感器就是将光纤自身作为敏感元件（也 称作测量臂），直接接收外界的被测量。被测量 可引起光纤的长度、折射率、直径等方面的变化， 从而使得在光纤内传输的光被调制。若将光看成 简谐振动的电磁波，则光可以被调制的参数有四 个，即振幅（强度）、相位、波长和偏振方向。
第八页，共91页。
图8-4
第2章 光电式传感器 4
4、光电二极管、光电三极管的结构？光电特性？
将光敏二极管的
PN 结设置在透明管壳 顶部的正下方，光照 射到光敏二极管的PN 结时，电子-空穴对数 量增加，光电流与照 度成正比。
第九页，共91页。
第2章 光电式传感器 4
光敏二极管 w光敏二极管在电路中的符号如图8-5所示。光敏二极 管的PN结装在透明管壳的顶部，可以直接受到光的 照射。使用时要反向接入电路中，即正极接电源负 极，负极接电源正极。即光敏二极管在电路中处于 反向偏置状态。无光照时，与普通二极管一样，反 向电阻很大，电路中仅有很小的反向饱和漏电流， 称暗电流。
光电传感器-PPT
⑴槽型光电传感器 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
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，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。
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。
光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。 发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。
接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电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。
新教科版高中物理必修1第一章第4节运动快慢与方向的描述—速度 光电门传感器的原理及使用(15张ppt)
A (3)下列不必要的一项实验要求是________ 。 (请填写选项
前对应的字母) A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行
实验原理的创新 利用力传感器测出细线拉力，消除了因 m ≪M 得不到满足带来的实验误差。
N
11
[典例 3]
(2016· 江阴模拟)如图实313 所示是某同学探究加
速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电 门 B。 滑块上固定一遮光条， 滑块用细线绕过气垫导轨左端的定 滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放。
实验器材的创新 (1) 利用光电门测滑块上的遮光条通过光 电门的时间。 (2)利用气垫导轨代替长木板。 (3)利用力传感器测绳中拉力大小。
[题组突破] 5． (2016· 吉林一中一模)“用 DIS 研究加速度与力的关系”的实验装 置如图实315(a)所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小 车的拉力 F。通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的 加速度 a 和所受拉力 F 的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的 两种情况下分别做了实验，得到了两条 aF 图线。如图(b)所示。
第一章 运动的描述
1.4 运动快慢与方向的描述—速度
光电门传感器的原理及使用
教材P15发展空间
工作原理
在 t 时间内的平均速度即为某
x 在公式 v 中，当t t
0 时，
时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
如图1-3-11所示， A为发光管，B为接收管，被测物体与遮光 板相连，一旦光线被遮光板挡住，遮挡的 时间间隔能被光电门测出来。根据遮光板 的宽度d和测得的遮光时间△t，就可以求 出极短时间内的平均速度，这个平均速度 可以认为就是所测得物体运动到光电门位 置的瞬时速度。
传感器与检测技术-教案-项目07 光电式传感器的应用
《传感器与检测技术》教案项目七光电式传感器的应用一、教学目标1.了解光电效应。
2.了解各类光电元件。
3.掌握各类光电式传感器的工作原理。
4.掌握光电式传感器测量转速的方法。
二、课时分配本项目共2个任务，本项目安排4课时。
其中理论课时2课时，实践课时2课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生理解能正确识别各类光电式传感器能根据任务要求，正确安装光电式传感器，正确完成光电式传感器测量转速的电路接线，正确测量转速并且读数正确。
的相关知识。
通过本项目的学习，新旧知识得以重新整合，使学生对传感器的认识更完整，更清晰。
四、教学难点1.能识别各类光电式传感器。
2.能根据任务要求，正确安装光电式传感器。
3.正确完成光电式传感器测量转速的电路接线。
4.正确测量转速并且读数正确。
五、教学内容任务一光电式传感器在转速检测中的应用知识链接一、光电效应用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串具有能量（每个光子能量的大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ，即E=hγ）的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
1.外光电效应在光线的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紫外光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
2.内光电效应半导体材料受到光照时，使其导电性能增强，光线越强，阻值越低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为内光电效应。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。
3.光生伏特效应在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象，称为光生伏特效应。
具有光生伏特效应的光电器件有硅、硒、砷化镓、氧化铜、锗等材料做成的光电池。
二、光电元件1.基于外光电效应的光电元件（1）光电管光电管是基于外光电效应原理工作的光电元件。
速度传感器基础知识
速度传感器1.霍尔式转速传感器霍尔式转速传感器由霍尔开关集成传感器和磁性转盘组成，霍尔式转速传感器的各种不同结构如图1-48 所示。
将磁性转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，磁性转盘便随之转动，固定在磁性转盘附近的霍尔开关集成传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知道被测对象的转速。
磁性转盘上的小磁铁数目的多少，将决定传感器的分辨率。
如图1-48所示。
2.磁电式转速传感器磁电式转速传感器的结构如图1-49 所示。
它是由永久磁铁、线圈、磁盘等组成。
在磁盘上加工有齿形凸起，磁盘装在被测转轴上，与转轴一起旋转。
当转轴旋转时，磁盘的凹凸齿形将引起磁盘与永久磁铁间气隙大小的变化，从而使永久磁铁组成的磁路中磁通量随之发生变化。
有磁路通过的感应线圈，当磁通量发生突变时，会感应出一定幅度的脉冲电势，其频率为：式中，Z为磁轮的齿数；n为磁轮的转数，单位rad/min。
3.光电式转速传感器常见的光电式转速传感器有直射式和反射式两种。
直射式输入轴与待测轴相接，光通过开孔圆盘和缝隙板照射在光敏元件上。
开孔盘旋转一周，光敏元件接受光的次数等于盘上的开孔数。
若开孔数为m，记录过程时间为t秒，总脉冲数为N，则转速为：反射型的光电传感器如图1-50所示。
其前端部分采用光纤封装，适应微小物体，特别是微小旋转体的测量。
由于传感器内装有光源（LED）、感光元件（光电晶体管）以及放大器等，所以体积设计得很小，使用方便。
光源是经过频率调制的，所以抗干扰性强，还有状态显示，可供用户测量时确认工作状态。
振荡回路用来产生一个调制频率来点亮光源发光二极管，采用不稳定多谐振荡方式，振荡频率约为7kHz，脉宽约25μs。
从光源发射出来的脉冲光，经过被检测物体的反射，被传感器的光电晶体管所接受，然后经过交流放大器，被放大到适当的电平后，进行检波和积分，再转换成直流电压信号。
然后是波形整形，与一定的直流电压相比较，高于此值，输出为Hi，低于此值，输出为Lo。
光电式速度传感器工作原理
光电式速度传感器工作原理光电式速度传感器（Optical Speed Sensor），是一种通过光电转换原理，将物体运动的速度转换成电信号输出的传感器。
该传感器常用于工业生产中对物体的速度检测和控制。
一、工作原理光电式速度传感器的工作原理基于光电转换技术，该技术被广泛应用于光电测量、光电检测和自动化测量方面。
具体来说，该传感器是由光电发生器、滤光片、谐振电路和放大电路组成的。
当物体运动时，它的表面会通过传感器的光电发生器上的凸台或凹槽，产生一个光电信号。
该信号经过滤光片过滤后，通过谐振电路进行放大，并被放大电路处理，最终输出为数字信号。
速度传感器的输出信号频率与物体运动的速度成正比，因此可以通过读取输出信号的频率，进行速度的测量和控制。
二、特点1. 高精度: 光电式速度传感器具有高精度的测量能力，可以快速准确地测量物体的速度，特别是对于高速运动的物体，能够准确地检测其速度和方向。
2. 宽测量范围：该传感器可以测量很大的速度范围，从几厘米每秒到几百米每秒不等。
这让它成为适用于不同工业应用的理想工具，且该传感器还可以应用于高温、低温、高湿度和具有腐蚀性的环境中。
3. 高稳定性: 该传感器具有较高的稳定性，可以在长时间使用过程中保持高精度和可靠性。
传感器的输出信号具有良好的线性特性，可以有效地消除测量误差。
反应速度快：光电式速度传感器响应时间很短，能够在很短时间内检测物体的速度变化，并可以提供及时的反馈。
三、应用光电式速度传感器广泛应用于控制和测量领域，其主要应用领域包括：1. 机械工业：用于机器生产线上的物体的速度和位置控制；2. 轨道交通：用于测量电车、地铁等列车的速度和位置；3. 航空航天：用于测量飞行器的速度和位置；4. 安防领域：用于测量和监控交通工具、航空器、船只等在运行过程中的速度和方向。
四、总结光电式速度传感器是一种精度高、测量范围宽、稳定性强，反应速度快的传感器，其工作原理基于光电转换技术。
光电式速度传感器
所谓光电效应就是指物体吸收光能后产生的电效应。可分为3类。
1. 外光电效应。它是指物质在光的照射下发生电子逸出的现象。 如光电管,光电倍增管等。
2. 内光电效应。它是指材料在光的照射下发生电阻率变化的现象。 如光敏电阻，光导管等。
3. 光生伏特效应。它是指物体在光的照射下，其内部产生一定电 势的现象。如光敏二极管，光敏晶体管，光电池等。
二、结构与特点 本试验台由TIC-2000型机务检 测与试验设备通用控制器、大 功率步进电机及其驱动系统、 恒流恒压源、高速微型打印机 等组成。其标准化的RS-485 工业通讯接口，开放式的 MODBUS通讯协议，可方便 地与上位微机进行联网，并入 机务检测与试验设备网络。
1 主要技术指标：
输入电源：
202X
光电式速度传 感器
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演讲人姓名
常用的速度 传感器有 CONTENTS
01 直流测速机 02 光电式速度传感器 03 磁电式传感器 04 霍尔式传感器
光电式速度传感器将速度的变化转变成光通量的变化，在通过光 电转换元件将光通量的变化转换成电量变化，即利用光电脉冲变 成电脉冲，光电转换元件的工作原理是光电效应。
当带缝隙的旋转盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的相同，因 此带缝隙旋转盘每转一周，光敏器件输出与之相等的电脉冲，根据测量时间内的脉 冲数N就可测出测速为 n=60N/Zt 式中，Z为带缝隙旋转盘上的缝隙数：n为转速 电脉冲送入测量电路进行放大和整形后，再送入频率计显示。也即可专门设计一个 计数器进行计数和显示
光电式速度传感器原理图 光线被遮住，接收器无信号
（b）光线未被遮住，接 收器有信号
它是由装在轴上的带孔或缝隙的旋转盘（光电编码盘），光源，光接收器等组成，输 入轴与被测轴相连接。光源发出的光通过缝隙旋转盘照射到光敏器件上，使光敏器件 感光并产生电脉冲。转轴连续转动，光敏器件就输出一系列与转速及带缝隙旋转盘上 缝隙数成正比的电脉冲数。在指示缝隙数一定的情况下，该脉冲数和转速成正比。
传感器与检测技术光电式传感器解读
二、光子探测器
光子探测型器件基于光电效应原理，即利用光 子本身能量激发载流子。这类器件有一定的截 止波长，但响应速度快，灵敏度高，使用最为 广泛。
什么是光电效应？
光是由光子组成的，其能量和频率关系为
E=hf
光照在物体上可看成是一连串具有能量为E的光 子轰击物体，如果光子能量足够大，物质内部
第七章 光电式传感器
整理ppt
组成
光电传感器一般由辐射源、光学通路、光电器 件组成。
工作原理
首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然 后通过光电转换元件变换成电信号。
被测量通过对辐射源或者光学通路的影响将待 测信息调制到光波上，通过改变光波的强度、 相位、空间分布和频谱分布等，由光电器件 将光信号转化为电信号。电信号经后续电路 解调分离出被测量信息，实现测量。
特点：灵敏度高，体积小，重量轻，光 谱响应范围宽，机械强度高，耐冲击和 振动，寿命长。纯电阻元件，无源器件， 有电流通过时，会产生热的问题。电路 简单。适用于红外探测。
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（三）光电结型探测器 与光电导型工作原理相似，利用光子引 起的电子跃迁将光信号转变为电信号， 只是光照射在半导体结上而已，。 主要有：光电二极管和光电三极管。
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图7-8 硅光电池构造原理和图示符号
整理ppt
半导体光电器件的特性 包括：光电特性、伏安特性、光谱特性、件的光电特性
a）硒光敏电阻的光电特性 b）光敏晶体管的光电特性 c）硅光电池的光电特性
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图7-11 半导体光电器件的伏安特性
a）光敏电阻的伏安特性 b）锗光敏晶体管的伏安特性 c）硅光电池的伏安特性
气体放电光源 激光器 电致发光器件
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光电传感器
光电传感器光电传感器是采纳光电元件作为检测元件的传感器。
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构成。
目录光电传感器的进展方向分类原理概述光电传感器的进展方向生产的进展方向（1）使光电传感器从理论讨论向生产一条龙的产业化模式快速进展，走自主创新和国际合作相结合的跨越式进展道路，使我国成为世界传感器的生产大国；（2）光电传感器产品结构全面、协调、持续进展。
产品品种要向高技术、高附加值倾斜，尤其要填补“空白”品种；（3）生产格局向化进展。
即生产传感器门类少而精，且专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品，以获得较高的市场占有率，各传感器企业的化合作生产；（4）光电传感器大生产技术向自动化进展。
光电传感器的门类、品种繁多，所用的敏感材料各异，决议了传感器制造技术的多样性和多而杂性。
纵观当前光电传感器工艺线的概况，多数工艺已实现单机自动化，但距离生产过程全自动化尚存在诸多困难，有待今后广泛采纳CAD、CAM及先进的自动打扮备和工业机器人予以突破；（5）企业的重点技术改造应加强从倚靠引进技术向引进技术的消化汲取与自主创新的方向转移；（6）企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向跨越进展；（7）企业结构将向“大、中、小并举”“集团化、化生产共存”的格局进展。
[1]讨论的进展方向光电传感及其相关技术的快速进展，充足了各类掌控装置及系统的更高要求，使得各领域的自动化程度越来越高，同时间电传感器的紧要性不断提高。
目前，光电传感器讨论的重要方向是：（1）多用途。
即一种光电传感器不仅能针对一种物理量，而且能够对多种物理量进行同时测量；（2）新型传感材料、传感技术等的开发；（3）在恶劣条件下（高温、高压等）低成本传感器（连接、安装等）的开发和应用；（4）光电传感器与其它微技术结合的微光学技术的进展。
速度传感器的工作原理和应用实例
速度传感器的工作原理和应用实例一、工作原理速度传感器是一种可以测量物体运动速度的设备。
它利用各种物理原理和方法来检测、测量物体的速度，并将其转化为电信号输出。
常见的速度传感器工作原理包括： 1. 磁电感式：通过感应物体运动时产生的磁场变化，从而测量速度。
2. 光电式：利用光电效应，通过光源和光电传感器之间的光强变化来测量速度。
3. 声波式：利用声波传播速度的测量来获得物体速度。
4. 摩擦式：通过物体与传感器之间的摩擦力来检测速度。
二、应用实例速度传感器广泛应用于各个领域，以下是几个常见的应用实例。
1. 汽车工业在汽车工业中，速度传感器被用于测量车辆的转速和车速。
它们常常被安装在引擎、变速器和车轮上，并通过测量转动或滚动的速度来提供运动状态的反馈。
这些信息可以用于车辆的行驶控制系统、防抱死刹车系统以及车辆稳定控制系统等。
2. 工业自动化在工业自动化领域，速度传感器被广泛应用于生产线的监控和控制。
例如，在生产流水线上，速度传感器可以用于检测物体的运动速度，用于物体的定位、计数和分类。
此外，速度传感器还可以被用于测量机器设备的转速，以确保生产过程的准确性和稳定性。
3. 航空航天在航空航天领域，速度传感器是不可或缺的设备之一。
它们被广泛应用于飞机、火箭和卫星等航空器上，用于测量飞行速度、风速和空气动力学参数。
这些数据对于飞行安全和导航控制至关重要。
4. 医疗设备医疗设备中也常常使用速度传感器来监测和记录患者的生理情况。
例如，在心电图机中，速度传感器用于测量心脏的搏动速度，并将其转化为可视化的心电图信号。
另外，速度传感器还可以用于测量呼吸频率和体温等生理参数。
5. 运动器械速度传感器在运动器械领域有着广泛的应用。
例如，在跑步机和健身车上，速度传感器可以用于监测用户运动的速度和距离。
同时，它们也被用于VR游戏设备中，以实时跟踪用户的运动速度和位置。
以上是速度传感器的工作原理和应用实例的简要介绍。
随着科技的不断进步和创新，速度传感器在各个领域中的应用还将不断扩展和深化。
《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。
光电式传感器实验报告
一、实验目的1. 了解光电式传感器的工作原理及特点；2. 掌握光电式传感器的应用领域；3. 学习光电式传感器的测试方法；4. 通过实验验证光电式传感器的性能。
二、实验原理光电式传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
它具有非接触、响应速度快、抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业自动化、智能交通、医疗等领域。
光电式传感器的工作原理：当光线照射到光电元件上时，光电元件内部会发生光电效应，产生光电子，从而产生电流。
光电流的大小与光强成正比，通过测量光电流的大小，可以实现对光强的检测。
三、实验仪器与设备1. 光电式传感器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等；2. 光源：白炽灯、激光笔等；3. 测量电路：电流表、电阻、电源等；4. 数据采集与处理系统：电脑、数据采集卡、数据采集软件等。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试（1）连接电路：将光电二极管、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电二极管上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电二极管，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电二极管的特性。
2. 光电三极管特性测试（1）连接电路：将光电三极管、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电三极管上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电三极管，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电三极管的特性。
3. 光电耦合器特性测试（1）连接电路：将光电耦合器、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电耦合器上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电耦合器，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电耦合器的特性。
光电式速度传感器的工作原理及常见故障处理
车 车轴 同步 转动 ， 光源 、 接收器 安 置在旋 转 盘两 侧 光 并 固定在底 座 上 。如图 １ 示 。 所
研发 ， 具备 自主知识产权的新型列车超速防护设备。 该 装 置在 列车 运行 时 ， 按前 方信 号 显示 状 态 ， 据列 根 车速度计算走行距离并产生控制模式 曲线。其速度
信息来 自安装在机车轮对轴头上的光 电式速度传感
器， 目前 以 Ｔ Ｇ ５型 较为常 见 。 Ｑ１
１ 工作 原理 （） ａ （） ｂ
（） ａ 光线被遮住 ， 接收器无信号 （） ｂ 光线未被遮住 ， 收器有信号 接
图 １ 光 电式 速 度传 感器 原 理 图
光 电式 速度 传 感 器 首 先 利 用 机 械传 动 方 式 ， 将 机 车轮 对 的转 动 （ 速 ） 变为 光 通量 的变 化 ， 通 转 转 再 过 光 电转换 元 件 将 光 通 量 的 变 化转 换 成 电量 变 化 ， 即把光 脉 冲变 成 电脉 冲 ， 过 对 电 脉 冲 的计 数 最 终 通
数量 ， 每组作为一个通道对外输 出速度信号。
１３ 转速 、 ． 速度计 算 当旋转 盘 随转轴 转动 时 ， 转一 周 ， 敏 器 件感 每 光 应 并输 出与旋 转 盘ｇ ￣／ ｌＬ光栅 数 相 等 的 电脉 冲个 数 ， 根 据单 位测 量 时间 ｔｓ 内的脉 冲数 Ⅳ就 可计算 出机 （）
３ ６
比。其 电气原理 图如 图 ２所示 。
．
１Ｖ Ｃ工作电源无输 出、 ５Ｄ 上车 电缆或传感 器电缆内
断线、 电连接 器 接触不 良或 损坏 、 电缆 连线 与 模 块连
线脱焊等电源及连接电路故障造成速度传感器无工
，
作 电源 。 ２４ 停 车有 速 度 ．
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• 三、主要技术指标： 输入电源：AC220V±10% 输出功率：5KVA 输出电流：0-20mA 测试精度： 1% 主要测试指标：从0到额定转速时的脉冲数、脉冲最低高 电平、脉冲最高低电平、占空比等 测试报表：自动判断测试结果是否合格并打印。
优点 1、光电转速传感器为非接触式转速 表 光电转速传感器采用光学原理制造， 属于非接触式转速测量仪表，它的 测量距离一般可达200mm左右。光 电转速传感器的测量无需与被测量 对象接触，不会对被测量轴形成额 外的负载，因此光电转速传感器的 测量误差更小，精度更高。
2、光电转速传感器的结构紧凑 光电转速传感器的结构紧凑，主要 由投射光线部件、接收光线部件也 就是光敏元件和放大元件等组成， 因此光电转速传感器的体积设计小 巧、内部结构精致，一般重量不会 超过200g，非常便于使用者的携带、 安装和使用。
3、光电转速传感器的抗干扰性好 光电转速传感器多采用LED作为光 线投射部件，极少会出现光线停顿 的情况，也不会存在灯泡烧毁等故 障危险。另外，光电转速传感器的 光源都是经过特殊方式调制的，有 极强的抗干扰能力，不会受普通光 线的干扰。
图片实例
产品
技术指标 • 测速齿盘齿数为68齿； • 磨擦轮直径为160mm； • 额定电压：12VDC； • 发光二机管输入正向电流： 10mA（典型），集电极 通光电流输出1mA（最 小）； • 脉冲电平：输出高电平幅 值大于10V；输出低电平 幅值小于5V； • 测速范围：0～5m/s；
使用环境 • 环境温度：-20℃～50℃； • 不含有过量有害气体，不直接接触腐蚀性物品。 基本维护 • 清理皮带时不能将水柱直射到速度传感器上，防止进水。 • 经常查看称重显示仪表速度采样值，如有异常，检查速度 传感器引出线3脚输出值，如摩擦轮转动时3脚无脉冲输出 应将速度传感器拆下更换光电传感器。
• 产品说明 • 1、用途与适用范围
该传感器适于在道路现场进行高精度测量汽车速度，行驶 距离和对汽车进行加速、制动和滑行等测试。采用大面积 硅光电器件作探测器。使用时安装在汽车外侧，镜头对准 用灯光照明的地面。汽车行驶时，地面的杂乱花纹经光学 系统成像，并扫描过硅光电器件，经过光电转换和空间滤 波后，传感器输出一随机窄带正弦波信号，信号的频率与 车行速度成正比。将传感器输出的信号经型带通跟踪滤波 器滤波和整形后，转换为标准TTL脉冲输出，每一脉冲严 格对应汽车相对地面走过的一段距离。
机车光电速度传感器试验
• 描述: 一、适用范围： 适用于国内单、双、三、 四通道光电速度传感器和 速度表的测试，并有2路020mA的恒流输出能力， 可以校验机车速度表表头、 机车运行监控装置双针速 度表。 • 二、结构与特点 本试验台由TIC-2000型机 务检测与试验设备通用控 制器、大功率步进电机及 其驱动系统、恒流恒压源、 高速微型打印机等组成。 其标准化的RS-485工业通 讯接口，开放式的 MODBUS通讯协议，可方 便地与上位微机进行联网， 并入机务检测与试验设备 网络。
1.光电效应
• 所谓光电效应就是指物体吸收光能后产生的电效 应。可分为3类。 （1）外光电效应。它是指物质在光的照射下发生电 子逸出的现象。如光电管,光电倍增管等。 （2）内光电效应。它是指材料在光的照射下发生电 阻率变化的现象。如光敏电阻，光导管等。 （3）光生伏特效应。它是指物体在光的照射下，其 内部产生一定电势的现象。如光敏二极管，光敏 晶体管，光电池等。
光电式速度传感器原理图 （a）光线被遮住，接收器无信号 （b） 光线未被遮住，接收器有信号
当带缝隙的旋转盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝 隙间距与指示缝隙的相同，因此带缝隙旋转盘每转一 周，光敏器件输出与之相等的电脉冲，根据测量时间
内的脉冲数N就可测出测速为
n=60N/Zt
式中，Z为带缝隙旋转盘上的缝隙数：n为转速 — 电脉冲送入测量电路进行放大和整形后，再送入 频率计显示。也即可专门设计一个计数器进行计数和 显示
2.工作原理
• 它是由装在轴上的带孔或缝隙 的旋转盘（光电编码盘），光 源，光接收器等组成，输入轴 与被测轴相连接。光源发出的 光通过缝隙旋转盘照射到光敏 器件上，使光敏器件感光并产 生电脉冲。转轴连续转动，光 敏器件就输出一系列与转速及 带缝隙旋转盘上缝隙数成正比 的电脉冲数。在指示缝隙数一 定的情况下，该脉冲数和转速 成正比。
4、光电转速传感器的测量能力好 光电转速传感器的可采用光纤封装， 可于测量微小的物体，特别是微小 旋转体的测量，特别适用于高精密、 小元件的机械设备测量。光电转速 传感器的运行稳定，有良好的可靠 性，测量的精度较高，能满足使用 者的测量要求。
• 相关性能 • 耐振性能：传感器按工作位置安装，在500r/min通电工作 时，承受10-500 HZ的随机振动试验，振动加速度在相应 的垂向、横向、纵向分别为38，34，17m/s2 ,试验过程的 功能检测 ，在每个方向开始后随机振动10min内，通电工 作，500r/min转动，测试电器性能符合出厂各项指标。 耐冲击性能：传感器按照工作位置安装，承受相应机 车垂向、横向、纵向加速度1000m/s2 ，标准时间6ms， 每个方向6次（3次正向，3次负向），共计18次冲击。试 验后，传感器可观测到各部分及机械牢固性没有发生改变， 测试电气性能符合出厂指标。
光电式速度传感器
常用的速度传感器有
• • • • 1 2 3 4 直流测速机 光电式速度传感器 磁电式传感器 霍尔式传感器
光电式速度传感器概述
• 光电式速度传感器将速度的变化转变成光 通量的变化，在通过光电转换元件将光通 量的变化转换成电量变化，即利用光电脉 冲变成电脉冲，光电转换元件的工作原理 是光电效应。