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1、 关于的李支庭关于的李支庭 光电传感器论文光电传感器论文 关于的李支庭 光电传感器论文 _ 副本导读：光电传感器 版全所有 仿写必究 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
2、以光电效应为理论基 础，由光电材料构成的器件。1，应用领域如上图所示传感器的应用已经无处不在。 本文主要探讨的是光电传感器。 光电传感器的主要应用领域：车载娱乐/导航/DVD 系统背光控制， 以便在所有的环境光条件下都可以显示出理想的背光亮度；后座娱 乐用显示器背光控制；仪表组背光控制(速度计/转速计)；自动后视 镜亮度控制(通常要求两个传感器，一个是前向的，一个是后向的)； 自动前大灯和雨水感应控制(专用，根据需求进行变化)；后视相机 控制(专用，根据需求进行变化)。在提供更舒适的显示质量方面已 经成为最有效的解决方案之一，它具有与人眼相 1似的特性，这对于汽车应用而言至关重要，因为这些应用
3、要求在所 有环境光条件下都能达到完全的背光效果。例如，在白天，用户需 要最大的亮度来实现最佳的可见度，但是这种亮度在对于夜间条件 而言则是过亮的，因此带有良好光谱响应 (良好的 IR 衰减)的光传 感器、适当的动态范围和整体的良好输出信号调节可以很容易地自 动完成这些应用。终端用户可以设置几个阈值水平(如低、中、亮光)， 或能够随意地动态地改变传感器的背光亮度。这也适用于汽车后视 镜亮度控制，当镜子变暗和/或变亮时需要智能的亮度管理，可以通 过环境光传感器来完成。 如下有几个明显的领域一、烟尘浊度监测仪 防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染， 首先要知道烟尘排放量，因此必
4、须对烟尘源进行监测、自动显示和 超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变 化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的 吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号 的强弱便可反映烟道浊度的变化。11 电科 2011111111 李支庭 二、条形码扫描笔 当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光 线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截 止状态。当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到 光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。整个条形码被 扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号
5、 经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信 息的识别。 三、产品计数器 产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光电传感器的光路，使 光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电传感 器电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数 目，该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。 四、光电式烟雾报警器 没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接 收信号。没有输出，有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒 折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。 五、测量转速 在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，转动时，反射光与不反射 光交替出现，光电
6、传感器相应地间断接收光的反射信号，并输出间 断的电信号，再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号，最后 由电子数字显示器输出电机的转速。 2，特性 21）暂态响应范围宽，谐波测量能力强 暂态特性的优劣是判断一种互感器能否在电力系统中获得应用的一 个重要参数，特别 是与继电保护动作时间的配合。传统电磁式互感器由于存在铁芯，对高频信号的响应特性较差，不能正确反映一次侧的暂态过程。而 光电互感器传测量的频率范围主要由电子线路部分决定，没有铁芯 饱和的问题，因此能够准确反映一次侧的暂态过程。一般可设计到 0.1 Hz 到 1 MHz，特殊的可设计到 200 MHz 的带通。光电传感器的 结构可以测量高
7、压电力线路上的谐波。而电磁感应互感器是难以达 到的。 2）数字接口，通信能力强 由于光电传感器下传的就是光数字信号，与通信 X 络容易接口，且 传输过程中没有测 量误差。同时随着微机化的保护控制设备的广泛采用，光电互感器 可以直接向二次设备提供数字量，这样就能省去原来保护装置中的 变换器和 A/D 采样部分，使二次设备得到大大的简化，推动保护新 原理的研究。 11 电科 2011111111 李支庭3）体积小，重量轻、易升级，满足变电站小型化与紧凑型的要求， 由于光电传感器是 靠传感头和电子线路进行信号的获取和处理，体积小，重量一般在 1000 kg 以下，便于集成在 AIS 或 GIS 中，
8、这样将大大减少变电站 的占地面积，满足变电站小型化和紧凑化的要求。同时光电互感器 通过少量光缆与二次设备连接，可使电缆沟和电缆大为减。 1m?2?h?- A 32 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， hch 为普朗克常数，h6.63*10-34 J/HZ)?K?A 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：2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 hA。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”。相应的波长为式中，c 为光速，A 为逸出功。 3
