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1、广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用能力目标：能够选用光电传感器来设计能力目标：能够选用光电传感器来设计 并实现光电自动控制电路并实现光电自动控制电路实践任务：实践任务：1）光电传感器的选型）光电传感器的选型 2）设计光电自动控制功能的电路）设计光电自动控制功能的电路 3）制作光电自动控制功能的电路）制作光电自动控制功能的电路广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用项目七：光电计数器的设计与制作项目七：光电计数器的设计与制作广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用罐装生产流水线动画演示罐装生产流水线动画演示广东机
2、电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用1、光电效应、光电效应1.外光电效应外光电效应 光电效应及其光电元件光电效应及其光电元件 在光线作用下，物体吸收光能量而产生相应电在光线作用下，物体吸收光能量而产生相应电效应的一种物理现象效应的一种物理现象。在光线作用下，在光线作用下，电子从物体表面逸出电子从物体表面逸出的物理现象的物理现象 外光电效应动画演示外光电效应动画演示 广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用各种光电管外形图各种光电管外形图广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2、内光电效应、内光电效应 光电导效应光电导
3、效应光敏晶体管效应光敏晶体管效应光生伏特效应光生伏特效应内光电效应动画演示内光电效应动画演示 在光线作用下，物体电导性能发生变化或产在光线作用下，物体电导性能发生变化或产生一定方向电动势的现象生一定方向电动势的现象广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光敏电阻外形图光敏电阻外形图广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光敏二极管外形图光敏二极管外形图光敏三极管外形图光敏三极管外形图广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用各种光电池外形图各种光电池外形图广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应
4、用二、光电元件二、光电元件1.光光电电管管（1）原理：基于外光电效应）原理：基于外光电效应 真空管、光电阴极真空管、光电阴极 K和和光电阳极光电阳极 A（2）符号与结构：）符号与结构：光光电电管外形管外形图图广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（3）特点：灵敏度高、光电特性线性较好）特点：灵敏度高、光电特性线性较好 I0/A/lm光电管的光电特性光电管的光电特性 广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2、光敏、光敏电电阻阻（1）原理：内光电效应的光电导效应）原理：内光电效应的光电导效应（2）符号与外形）符号与外形广东机电职业技术学院广东
5、机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（3）特性参数）特性参数暗电阻暗电阻:置于室温、全暗条件置于室温、全暗条件伏安特性伏安特性亮电阻亮电阻:置于室温、一定光照条件置于室温、一定光照条件广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电特性光电特性：非线性：非线性光谱特性光谱特性响应时间：响应时间：温度特性温度特性:10-1s10-3s 温度影响甚大，温度上升，温度影响甚大，温度上升，暗电流增大，灵敏度下降暗电流增大，灵敏度下降光敏电阻的光谱特性光敏电阻的光谱特性广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（5）适用场合：常用于对测量要求不高的场合
6、）适用场合：常用于对测量要求不高的场合（4）特点：价格便宜、光电特性非线性、响应）特点：价格便宜、光电特性非线性、响应 时间长、受温度影响大时间长、受温度影响大3.光敏晶体管光敏晶体管（1）原理：内光电效应的光电晶体管效应）原理：内光电效应的光电晶体管效应 光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管（2）种类、符号与外形）种类、符号与外形广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用外形图外形图（3）主要特性：）主要特性：光谱特性：光谱特性：硅管峰值波长为硅管峰值波长为0.9m锗管峰值波长为锗管峰值波长为1.5m广东机电职业技术学院广东机电职业技术
7、学院-传感器及应用传感器及应用光电特性：光电特性：输出电流输出电流Ie和光照度和光照度Ee呈线性关系呈线性关系 伏安特性：伏安特性：广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用温度特性：温度特性：温度对输出电流影响小，由光照度决定温度对输出电流影响小，由光照度决定响应时间：二极管响应时间：二极管10-4s10-6s、三极管、三极管10-3s10-5s（5）适用场合：）适用场合：适用于模拟量测量及适用于模拟量测量及要求快速响应的场合要求快速响应的场合（4）特点：）特点：光电特性线性好、受温度影响小、响应时间短光电特性线性好、受温度影响小、响应时间短 广东机电职业技术学院广东
8、机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用4.光电池光电池（1）原理：内光电效应的光生伏特效应）原理：内光电效应的光生伏特效应（2）符号与外形：）符号与外形：广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（3）主要特性）主要特性光谱特性：光谱特性：硅光电池硅光电池0.45m1.1m硒光池硒光池0.34m0.57m光电特性：光电特性：广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用频率特性：频率特性：硅光电池频率响应高，硒光电池频率响应差硅光电池频率响应高，硒光电池频率响应差温度特性：温度特性：温度温度 t 上升，开路电压上升，开路电压 U 快速下降，快速下
9、降，短路电流短路电流 I 缓慢上升。缓慢上升。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（4）特点：）特点：（5）适用场合：）适用场合：测量短路电流光电特性线性好、受温度影响测量短路电流光电特性线性好、受温度影响小，硅光电池频率响应较好。小，硅光电池频率响应较好。可用于模拟量测量响应较快的场合可用于模拟量测量响应较快的场合 广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电池在动力方面的应用光电池在动力方面的应用太阳能赛车太阳能赛车太阳能电动机模型太阳能电动机模型太阳能太阳能 硅光电池板硅光电池板广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用
10、传感器及应用光电池在动力方面的应用（续）光电池在动力方面的应用（续）光电池在人造卫星上的应用光电池在人造卫星上的应用广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式传感器的组成：光电式传感器的组成：光源、光学元件和光电元件组成光路光源、光学元件和光电元件组成光路系统，再经转换电路而构成。系统，再经转换电路而构成。光电式传感器应用光电式传感器应用 常用光源有：常用光源有：白炽灯、发光二极管等白炽灯、发光二极管等广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 常用光学元件有：常用光学元件有：反射镜、透镜、半透半反镜等反射镜、透镜、半透半反镜等提问：提问：
11、1.光电效应有哪些？这些光电效应对光电效应有哪些？这些光电效应对 应哪些光电元件？应哪些光电元件？2.这些光电元件有哪些特点？分别适这些光电元件有哪些特点？分别适 用哪些场合？用哪些场合？广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用一、光电式传感器的应用类型一、光电式传感器的应用类型 按其输出量性质可分：按其输出量性质可分：模拟输出型光电传感器和数字输出型光电模拟输出型光电传感器和数字输出型光电传感器传感器 按被测物与光电元件和光源之间的关系，按被测物与光电元件和光源之间的关系，光电式传感器的应用有以下四种：光电式传感器的应用有以下四种：广东机电职业技术学院广东机电职业技
12、术学院-传感器及应用传感器及应用1、光源本身就是被测物。、光源本身就是被测物。如：光电比色温度计、光照度计等如：光电比色温度计、光照度计等被测物被测物光电元件光电元件广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2、恒定光源发出的光通量透过被测物，由被测物、恒定光源发出的光通量透过被测物，由被测物 吸收一部分后到达光电元件上。吸收一部分后到达光电元件上。如：测液体透明度、烟尘浓度等如：测液体透明度、烟尘浓度等 被测物被测物光电元件光电元件恒光源恒光源广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 3、恒定光源发出的光通量经过被测物遮挡一部、恒定光源发出的
13、光通量经过被测物遮挡一部 分后照射到光电元件上。分后照射到光电元件上。如：测元件尺寸、运动状态等如：测元件尺寸、运动状态等 被测物被测物光电元件光电元件恒光源恒光源广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 4、恒定光源发出的光通量经被测物反射后到达、恒定光源发出的光通量经被测物反射后到达 光电元件上。光电元件上。如：测纸张白度、零件表面粗糙度、光电转速如：测纸张白度、零件表面粗糙度、光电转速 表等表等被测物被测物光电元件光电元件恒光源恒光源广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用特别指出：特别指出：光源与光电元件在光谱特性上应基本一致，即光源
14、与光电元件在光谱特性上应基本一致，即 光源发出的光应该在光电元件接受灵敏度最高的光源发出的光应该在光电元件接受灵敏度最高的 频率范围内。频率范围内。对于模拟量检测，一般要有参比信号，用来消对于模拟量检测，一般要有参比信号，用来消 除或削弱背景光及温度等因素的影响。除或削弱背景光及温度等因素的影响。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用1、光电比色温度计（光源本身是被测物）、光电比色温度计（光源本身是被测物）问题的提出：高温测量，物体辐射出的光波与问题的提出：高温测量，物体辐射出的光波与 温度有关。温度有关。二、光电式传感器的应用举例二、光电式传感器的应用举例 扫描式
15、光电比色温度计扫描式光电比色温度计广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 原理：根据热辐射定律，使用光电池进行原理：根据热辐射定律，使用光电池进行 非接触测温。非接触测温。根据有关的辐射定律，物体在两个特定波根据有关的辐射定律，物体在两个特定波长长1、2上的辐射强度上的辐射强度I1、I2 之比与该物体之比与该物体的温度成指数关系。的温度成指数关系。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电比色温度计光路原理图光电比色温度计光路原理图被测对象被测对象物镜物镜半透半反镜半透半反镜光阑光阑反射镜反射镜目镜目镜观察者的眼睛观察者的眼睛硅光电池硅光
16、电池1光导棒光导棒分光镜分光镜滤光片滤光片硅光电池硅光电池2光线光线1光线光线2广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电比色温度计电路原理框图光电比色温度计电路原理框图硅光电池硅光电池1RfRf运运算算电电路路显显示示器器I1I2U1U2硅光电池硅光电池2而而 I1正比于正比于I1所以所以 U1正比于正比于I1广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2、光电式烟尘浓度计（透射式）、光电式烟尘浓度计（透射式）问题的提出：为了控制和减少烟尘的排放量或问题的提出：为了控制和减少烟尘的排放量或 及时发现楼宇火灾，对烟尘的监及时发现楼宇火灾，对烟尘
17、的监 测是必须的。测是必须的。原理：恒定光源发出的光通量透过被测物，原理：恒定光源发出的光通量透过被测物，由被测物吸收一部分后到达光电元件由被测物吸收一部分后到达光电元件 上。上。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式烟尘浓度检测动画演示光电式烟尘浓度检测动画演示广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式烟尘浓度计原理图光电式烟尘浓度计原理图 光源光源聚光透镜聚光透镜半透半反镜半透半反镜反射镜反射镜被测烟尘被测烟尘光电池光电池1光电池光电池2RfRf运运算算电电路路显显示示器器I1I2U1U2广东机电职业技术学院广东机电职业技术学
18、院-传感器及应用传感器及应用光电式烟尘浓度计原理图光电式烟尘浓度计原理图 光电三极管光电三极管2光电三极管光电三极管1+UCCU1U2+UCC运运算算器器显显示示器器光源光源聚光透镜聚光透镜半透半反镜半透半反镜反射镜反射镜被测烟尘被测烟尘广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用3、光电式边缘位置检测器（遮挡式）、光电式边缘位置检测器（遮挡式）问题的提出：带型材料在生产过程中偏离正问题的提出：带型材料在生产过程中偏离正 确的位置如何进行纠偏控制。确的位置如何进行纠偏控制。原理：恒定光源发出的光通量经过被测物遮原理：恒定光源发出的光通量经过被测物遮 挡一部分后，另一部分照
19、射到光电元挡一部分后，另一部分照射到光电元 件上。件上。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式边缘位置检测器光路图光电式边缘位置检测器光路图 光源光源透镜透镜光敏电阻光敏电阻被测带材被测带材暗暗亮亮广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式边缘位置检测器测量电路图光电式边缘位置检测器测量电路图 R2R1R3RPRRRfRfUoUcc测量用光敏电阻测量用光敏电阻补偿用光敏电阻补偿用光敏电阻遮光罩遮光罩广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用注意问题：注意问题：2.桥路及运算放大器组成，接入参比光敏电阻；桥路
20、及运算放大器组成，接入参比光敏电阻；1.起始时，光路一半遮挡一半透过；起始时，光路一半遮挡一半透过；3.光敏电阻一般不能作模拟量测量，这里对测量光敏电阻一般不能作模拟量测量，这里对测量 要求不高（用于控制）。要求不高（用于控制）。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用4、光电式转速表（反射式）、光电式转速表（反射式）问题的提出：传统测量转速的弊端，光电式转问题的提出：传统测量转速的弊端，光电式转 速的优点。速的优点。原理：原理：恒定光源发出的光通量经被测物反射恒定光源发出的光通量经被测物反射 后到达光电元件上。采用数字输出型后到达光电元件上。采用数字输出型 测量转速
21、测量转速。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式转速测量动画演示光电式转速测量动画演示广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用光电式转速表原理图光电式转速表原理图 被测旋转物被测旋转物遮光罩遮光罩放大放大整形整形电路电路频率频率计电计电路路显显示示器器时基电路时基电路n 由透镜、光源、光敏二极管和遮光罩组成由透镜、光源、光敏二极管和遮光罩组成光电开关光电开关反光纸反光纸透镜透镜光源光源光敏二极管光敏二极管透镜透镜广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用注意问题：注意问题：1.选用硅光电二极管（响应时间短）用于
22、高频选用硅光电二极管（响应时间短）用于高频 调制信号测量；调制信号测量；2.数字量测量，不用参比信号。数字量测量，不用参比信号。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外传感器及其应用红外传感器及其应用 广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用1.1.红外线辐射温度计：红外线辐射温度计：红外辐射温度计既可用于高温测量，又可用于冰点以红外辐射温度计既可用于高温测量，又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐射温度计的发展趋势。市售的红下的温度测量，所以是辐射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温度计的温度范围可以从外辐射温度计的温度范围可以从-30-3
23、030003000，中间分成，中间分成若干个不同的规格，可根据需要选择适合的型号。若干个不同的规格，可根据需要选择适合的型号。红外测温仪的测温原理是将红外测温仪的测温原理是将物体物体（如钢水）发射的红（如钢水）发射的红外线具有的外线具有的辐射能辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体（如钢水）本身的温度相对应，根据转变成电信号大物体（如钢水）本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体（如钢水）的温度。小，可以确定物体（如钢水）的温度。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外线辐射温度计外形红外线辐射温度计外形激光仅激
24、光仅用于瞄准用于瞄准广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外线辐射温度计外形红外线辐射温度计外形 红外线辐射温度计红外线辐射温度计用于食品温度测量用于食品温度测量广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外线辐射温度计红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用在非接触体温测量中的应用耳温仪耳温仪广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外线辐射温度计用于人体额温测量红外线辐射温度计用于人体额温测量广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 红外线辐射温度计在非接红外线辐射温度计在非接触温度测
25、量中的应用触温度测量中的应用集成集成IC 温度测量温度测量广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用 红外线辐射温度计在非接触温度测量红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）中的应用（续）利用红色激光瞄准被测利用红色激光瞄准被测物（冷藏牛奶和面食）物（冷藏牛奶和面食）广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）（续）利用红色激光瞄准被利用红色激光瞄准被测物（电控柜、天花测物（电控柜、天花板内的布线层）板内的布线层）温度温度 采集系统采集系统广东机电职业技术学
26、院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2.2.热释电传感器在人体检测、报警中的应用热释电传感器在人体检测、报警中的应用 热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用。热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如防盗门、它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如防盗门、宾馆大厅自动门、自动灯的控制等。宾馆大厅自动门、自动灯的控制等。热释电元件外形热释电元件外形 广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电传感器简介热释电传感器简介 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出
27、电信号的传感器。早在输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代才又兴起了应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼道泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机；电视机能比如：在房
28、间无人时会自动停机的空调机、饮水机；电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路；开启监视器判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路；开启监视器或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相机自动记录动物或人或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等的活动等等 您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加优您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加优秀的新产品。或自动化控制装置。秀的新产品。或自动化控制装置。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电传感器的内部电路热释电传感器的内部电路两块反向两块反向串联的热串联的热释电晶片释电晶片
29、场效应管场效应管广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电传感器工作原理热释电传感器工作原理 热释电晶片表面必须罩上一块菲涅尔透镜，热释电晶片表面必须罩上一块菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在每一透镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号。当然，如果人释电单元将输出一串交变脉冲信号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面，它是体静止不动地
30、站在热释电元件前面，它是“视而不视而不见见”的。的。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。整成平行光或聚光。菲涅尔透镜菲涅尔透镜(Fresnellens)多是由聚烯烃材料
31、多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，其厚度随用途敏度和接收角度要求来设计的，其厚度随用途而变，多在而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。菲涅尔透镜的在很多时候相薄及侦测距离远。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很
32、多。成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜菲涅尔透镜广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用菲涅尔透镜外形菲涅尔透镜外形 传感器不加菲涅尔传感器不加菲涅尔透镜时，其检测距离透镜时，其检测距离小于小于2m，而加上该透，而加上该透镜后，其检测距离可镜后，其检测距离可增加增加3倍以上。倍以上。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电套件热释电套件广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电报警器热释电报警器菲涅尔透菲涅尔透镜镜设定按钮设定按钮高分贝喇叭高分贝喇叭广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传
33、感器及应用热释电报警器（续）热释电报警器（续）菲涅尔透镜菲涅尔透镜 5mm接插件接插件广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电报警器（续）热释电报警器（续）吸顶式吸顶式 热释电报警器热释电报警器广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电传感器应用热释电传感器应用 热释电传热释电传感器用于自动感器用于自动亮灯，当然也亮灯，当然也可以用于防盗可以用于防盗热释电传感器热释电传感器的感应范围的感应范围广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电感应灯热释电感应灯热释电热释电传感器传感器广东机电职业技术学院广东机电
34、职业技术学院-传感器及应用传感器及应用自动感应灯自动感应灯（参考施特朗公司资料）（参考施特朗公司资料）广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用热释电传感器在智能空调中的应用热释电传感器在智能空调中的应用 智能空调能检测智能空调能检测出屋内是否有人，微出屋内是否有人，微处理器据此自动调节处理器据此自动调节空调的出风量，以达空调的出风量，以达到节能的目的。到节能的目的。空调中，热释电传感器的菲涅尔空调中，热释电传感器的菲涅尔透镜做成球形状，从而能感受到屋内透镜做成球形状，从而能感受到屋内一定空间角范围里是否有人，以及人一定空间角范围里是否有人，以及人是静止着还是走动着。是
35、静止着还是走动着。上上下下范范围围左右范围左右范围广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用一、目的要求一、目的要求1、通过实训掌握红外线传感器的选用；、通过实训掌握红外线传感器的选用；2、掌握单稳态的工作原理；、掌握单稳态的工作原理；3、学会红外线的发射与接收电路制作；、学会红外线的发射与接收电路制作；4、学会、学会BCD码显示驱动电路设计；码显示驱动电路设计；实训项目：红外光电计数器的制作实训项目：红外光电计数器的制作广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用红外发射、接收对管外形红外发射、接收对管外形 红外发射管红外发射管红外接收管红外接收
36、管广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用方案一：红外光电计数器的设计方案一：红外光电计数器的设计广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用方案二：红外光电计数器的设计方案二：红外光电计数器的设计广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用（1）红外检测电路）红外检测电路。由红外发射二极管。由红外发射二极管VDl和和红外接收二极管红外接收二极管VD2等组成。等组成。（2）555单稳态触发电路。单稳态触发电路。（3）cd4518,cd4511,共阴数码管显示电路共阴数码管显示电路二：单元电路设计：二：单元电路设计：广东机电职
37、业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用三、元器件说明三、元器件说明1、红外线发射和接收对管、红外线发射和接收对管常用的红外发光二极管（如常用的红外发光二极管（如SE303（TLN104白色与白色与PH303（TLP104），其外形和发光二极管），其外形和发光二极管LED相似，发出相似，发出红外光（近红外线约红外光（近红外线约0.93m）。）。管压降约管压降约1.4V，工作电流一般小于，工作电流一般小于20mA。为了适应不同。为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制的工作电压，回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成
38、正比。相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用2、NE555管脚排列如下图，底座用管脚排列如下图，底座用14脚代替。脚代替。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用3、4518芯片芯片管脚图及内部结构图管脚图及内部结构图CD4518是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其十进制计数器，其功能引脚分别为功能引脚分别为17和和915.该该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（计数器是单路系列脉冲输入（1脚或脚或2脚；脚；9脚或
39、脚或10脚），脚），4路路BCD码信号输出（码信号输出（3脚脚6脚；脚；11脚脚14脚）。脚）。CD4518控制功能：控制功能：CD4518有两个时钟输入端有两个时钟输入端CP和和EN,若用时钟上升沿触发若用时钟上升沿触发,信号信号由由CP输入输入,此时此时EN端为高电平（端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发若用时钟下降沿触发,信号由信号由EN输入输入,此时此时CP端为低电平（端为低电平（0）,同时复位端同时复位端Cr也保持低电平（也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时只有满足了这些条件时,电路才电路才会处于计数状态会处于计数状态.否则没办法工作。否则没办法工作。将数片将数片CD4518串行
40、级联时，尽管每片串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。需要指出，行计数了。需要指出，CD4518未设置进位端，可利用未设置进位端，可利用Q4做输出端。正确接法应是做输出端。正确接法应是将低位的将低位的Q4端接高位的端接高位的EN端，高位计数器的端，高位计数器的CP端接端接USS。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用4、4511芯片芯片管脚图及内部结构图管脚图及内部结构图CD4511是一片是一片CMOSBCD锁存锁存/7段译码段译码/驱动器。其中驱动器。其中abcd为为BCD码码输入，输入，a为最低
41、位。为最低位。LT为灯测试端，加高为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码显示器一直显示数码“8”，各笔段都被，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。点亮，以检查显示器是否有故障。BI为为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，隐，正常显示时，B1端应加高电平。端应加高电平。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。时传输数据。ag是是7段输出，可驱动段输出，可驱动共阴共阴LED数码管。数码管。广东机电职业技术学院广东机电职业技术学院-传感器及应用传感器及应用四、元件的安装四、元件的安装注意布置要合理，锡焊要焊实，焊点要小，要均匀。注意布置要合理，锡焊要焊实，焊点要小，要均匀。线外线发射与接收对管要隔开。线外线发射与接收对管要隔开。五、思考题五、思考题1.红外线温度传感器有何特点？红外线温度传感器有何特点？2.为何要在控制电路中高置遮光板？为何要在控制电路中高置遮光板？