光电器件的应用举例

正常强度光照在光敏电阻上，因阻值较小，端压小 于0.5V，电路中三极管截止，即流过三极管T和小 白炽灯泡的电流趋于零，灯暗，当光照逐渐变暗， 光敏电阻阻值变大，三极管逐渐导通，流过三极管 和灯的电流逐渐变大，灯D逐渐变亮。入射光敏电 阻的照度为零时，灯最亮。 二极管D的作用是保护 三极管，防止大反向电 压加在三极管的be两极。
物件
E1 E2
出入场人数统计
运动方向
可逆计数器 —— 电路原理图
A1 B1 A2 B2
各点波形
传感器工作状态 A1 B1 A2 B2 A3 B3
1、无物体
0
0
0
0
0
0
2、遮挡 E1
1
0
1
0
0
0
3、遮挡 E1、E2
1
1
1
1
1
1
4、遮挡 E2
0
1
0
1
0
0
5、物体离去
0
0
0
0
0
0
逻辑关系
例17：吸收式烟尘浊度检测仪
例7：路障灯、航标指示灯电路 白天光敏电阻阻值低，BGl截止，BG2也 截止，双向可控硅处于断的状态，当天黑 时，光敏电阻阻值增加， BGl与BG2 相 继导通，双向可控硅 有触发电流而处于导 通状态，灯亮。
例8：路灯自动控制器
路灯
220V
CJD-10
C1 200u
8V
C2 200u
R3 10k
例5：防盗报警电路 将光电断路器安装于抽屉的背后，并设一电源 开关于隐蔽的地方，当需要防盗时将开关合上。 平时由于挡板插入槽口，光电三极管仅有暗电 流，BG不导通，继电器J不吸合。当小偷撬开 抽屉时，一拉开抽屉则挡板离开槽口，光电三 极管的光电流使R2上产生接近电源的电压， BG导通，继电器吸合，发出报警信号。
(a)
(b)
调制盘 (c)
例2：光电液位检测 在液体未升到发光二极管及光电三极管平 面时，红外发光二极管发出的红外线不会 被光电三极管接收；当液位上升到发光二 极管及光电三极管平面时，出于液体的折 射，光电三极管接 收到红外信号由此 获得液位信号。
例3：感烟器件(火灾报警器的一部分) 由红外发 光二极管及光电三极管组成，但二者不在同一平 面上(有一定角度)。在无烟状态时，光电三极管 接收不到红外线； 当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾粒子进入感 烟器件时，由于红外线受烟雾粒于折射作用，光 电三极管接收到红外线，给出烟雾报警信号。
R1
470k
R2
R4
200k
57k
BG1
2CR
R7
C3
10k 100u
R5 4.3k
BG2 BG3
J BG4
R6
R8
25k
280k
天黑：BG1导通，J动作，路灯亮； 天亮：光电池电动势，BG1截止J释放，路灯灭。
例9：太阳能电池电源系统
阻塞二极管 调节控制器
太阳 电池 方阵
蓄电池组
直
交
逆
流
流
变
负 载
量变化-传输光的性能变化
变化速率-心率
手指光反射强度变化的测量
5V
270
光发射器
光检测器
LED 68 k
C
B
信号
显
变换
示
处理
光传感器
例13：条形码扫描笔
发光二极管
光敏三极管 扫描笔 条形码卡片
光电扫描笔
条形码
扫描方向
U OUT
脉冲列
例14：红外线警戒报警器
滤光片
凸透镜
电
红外线
源
光源
VD2 2CP10
例1：直射式光电转速器件
它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组 成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源 发出的光通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元 件上，光敏元件将其转为电信号输出。
通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得被测转
速
n=f/N
n—转速； f—脉冲频率； N—圆盘孔数。
测速也可以采用反射式：只要用白纸画上 黑道的圆纸贴在旋转体上即可。 其测量电路与透射式相同
例4：光电开关的应用 下图为检测生产流水线上瓶盖及商标的实 例。除记数外，还可进行位置检测(如装配 体有没有到位)、质量检查(如瓶盖是否压 上，标签是否漏贴等)。
下图为为自动切断控制的实例。 可以根据被测物的特定标记进行自动控制 (如根据特定的标记检测后进行自动切断、 封口等)。
光电开关主要用于自 动包装机、自动灌装 机、自动封装机、自 动或半自动装配流水 线等自动化机械装置。
光电器件的应用举例
由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多， 又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠 性和响应快等优点，加之激光光源、光栅、 光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出 现和成功应用，使得光电器件在检测和控制 领域得到了广泛的应用。按其接收状态可分 为模拟式光电器件和脉冲光电器件。
光电器件在工业上的应用可归纳为吸 收式、遮光式、反射式、辐射式四 种基本形式。下图表明了四种形式 的工作方式。
+V
R1
R2
K
51k
R310k
VD1
2CU
K2
VT2
VT1
3AX31
RP1
S
10k
K1
声
光
报
9V
警
红外接收器
有人遮挡：报警
报警系统
例15：大米分选机
大米及杂质 在光照下， 发出不同 光信号
放 大 器
探头 光源
控制 电路
滑槽
振动机
光传感器 杂质
光箱 背景板
驱动器
气动电磁阀
废弃箱
气源
例16：可逆计数器
例11：注油液位控制装置
DF
透明玻璃管
光电传感器
光敏二极管
电磁阀
灯泡
油箱
透明玻璃管
RP 1 500 k VD 2 2CP 11
R1
R2
200 k
VT 1
3 DG 6
光电 传感器
VD 1
2 CU 2
K K1
DF
VT 2
3 DG 12
紧固螺钉

24 V
C1
100 u
例12：测量心率
发射光
反射光
手指
脉搏跳动-生物组织血液
这种装置同样可以安装在门窗上起防盗报 警作用。
例6：自动照明灯 D1为触发二极管，触发电压约30v左右。在白天 时，光敏电阻的阻值低，其分压低于30v(A点)， 触发二极管截止，双向可控硅无触发电流，T1、 T2之间呈断开状态；天暗后，光敏电阻阻值增加， A点电压大于30v，触发二极管导通，双向可控 硅呈导通状态，电灯亮。 R1 、C1为保护双向可控硅 的吸收电路。
器
负 载
发电装置： 单体太阳能电池——太阳电池组件——阵列 调节控制器：充放电自动控制 阻塞二极管：避免蓄电池对太阳电池放电
例10：光电管在电影放映机上的应用
声迹
光电管
放 大 器 光源
影片
影片声音重放过程
录制：声音-机械振动-通过光束宽度变换-记录在 电影胶片上-宽度不同的影像声迹
重放：光-声迹-光电管 声迹宽度起伏变化-光线强弱变化-光电流变化
白炽平 行光源
烟筒
光检测
放大
刻度校正
显示 报警器
例18：工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表面粗糙 度及尺寸测量