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1、光电传感器的应用和发展 10级电气自动化3班 位全杰：20102003745光电效应和光电元件外光电效应外光电效应:在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管内光电效应内光电效应:在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻等属于这类光电器件。阻挡层光电效应阻挡层光电效应(光生伏特效应光生伏特效应):):在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等下一页返 回1 光电管当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子，当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子，电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有电电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有电子流，在
2、外电路中便产生了电流。子流，在外电路中便产生了电流。上一页下一页返 回2 光电倍增管 在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流就很小，在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流就很小，光电倍增管：放大光电流光电倍增管：放大光电流组成：光电阴极组成：光电阴极+若干倍增极若干倍增极+阳极阳极 上一页下一页返 回3光敏电阻 1.玻璃玻璃 2.光电导层光电导层 3.电极电极 4.绝缘衬底绝缘衬底 5.金属壳金属壳 6.黑色绝缘玻璃黑色绝缘玻璃 7.引线引线光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响，光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响，因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中
3、。上一页下一页返 回4光敏晶体管 与一般晶体管很相似，具有两个pn结。把光信号转换为电信号同时，又将信号电流加以放大。上一页下一页返 回5 5 光电池光电池直接将光能转换为电能的光电器件，是一个大面积的pn结。当光照射到pn结上时，便在pn结的两端产生电动势(p区为正，n区为负)。用导线将pn结两端用导线连接起来，就有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至n区。若将电路断开，就可以测出光生电动势。上一页下一页返 回8光电池外形光敏面光敏面9能提供较大电流的大面积光电池外形10光电池在动力方面的应用太阳能赛车太阳能赛车太阳能太阳能 硅光电池板硅光电池板11光电池在动力方面的应用太阳能发电太阳能发
4、电12光电池在动力方面的应用光电池在人造卫星上的应用光电池在人造卫星上的应用6 光电式传感器的应用模拟式传感器脉冲式传感器上一页下一页返 回1 1 模拟式光电传感器模拟式光电传感器基于光电器件的光电流随光通量而发生变化，是光通量的函数。对于光通量的任意一个选定值，对应的光电流就有一个确定的值，而光通量又随被测非电量的变化而变化，这样光电流就成为被测非电量的函数。上一页下一页返 回15 1.光电式浊度计和含沙量测量将装有浊水的试管将装有浊水的试管插入仪器中插入仪器中16图 7.1.7 光光电比色比色计的工作原理的工作原理光光电比色比色计：17光电式浊度计工作原理 1恒流源 2半导体激光器 3半反
5、半透镜 4反射镜 5被测水样 6、9光电池 7、10电流/电压转换器 8标准水样 参比通道参比通道 被被测物吸收光通量物吸收光通量182.无线烟雾报警器 可发出高分贝笛鸣声的蜂鸣器19反射式烟雾报警器 在没有烟雾在没有烟雾时，由于红外对时，由于红外对管相互垂直，烟管相互垂直，烟雾室内又涂有黑雾室内又涂有黑色吸光材料，所色吸光材料，所以红外以红外LED发出发出的红外光无法到的红外光无法到达红外光敏三极达红外光敏三极管。管。当烟雾进入烟雾室后，烟雾的固体粒子对当烟雾进入烟雾室后，烟雾的固体粒子对红外光产生漫反射（图中只画出几个微粒的反红外光产生漫反射（图中只画出几个微粒的反射示意），使部分红外光到
6、达光敏三极管，有射示意），使部分红外光到达光敏三极管，有光电流输出。光电流输出。被被测物体反射光通量物体反射光通量2 2 脉冲式光电传感器脉冲式光电传感器光电器件的输出仅有两个稳定状态，也就是“通”与“断”的开关状态。光电器件受光照时，有电信号输出，光电器件不受光照时，无电信号输出。属于这一类的大多是作继电器和脉冲发生器应用的光电传感器，如测量线位移、线速度、角位移、角速度(转速)的光电脉冲传感器等等。上一页下一页返 回光电式数字转速表 上一页返 回22 此光电式转速表属于反射式光电传感器，它可以在距被测物数十毫米外非接触地测量其转速。n=60(f/z)23水泵转速测量244.光电式带材跑偏检
7、测器 光电传感器光电传感器 带材走偏带材走偏时，边缘经常时，边缘经常与传送机械发与传送机械发生碰撞，易出生碰撞，易出现卷边，造成现卷边，造成废品。废品。当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带材跑偏的方向及大小。材跑偏的方向及大小。光电传感器的发展前景时代在发展，科学技术在更新，光电传感器种类也日益增多，应用领域也越来越广泛，例如近来一种红外光电传感器已在智能车方面得了到应用，其中一种基于红外传感器的智能车的核心就是反射式红外传感器，它运用反射式红外传感器设计路径检测模块和速度监测模块；另外一种基于红外传感器的自寻迹小车则利用红外传感器来采集数据谢谢！