光电集成电场传感器的论述

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1、光电集成电场传感器的设计应用、改良、或维护等等即可，内容不要很多，20多页即可。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，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。基于光电集成技术的电场传感

2、器具有良好的抗电磁干扰能力和很快的响应速度。为了能够测量高电压电力系统中的瞬变电场，该文在基于光电集成技术的电场传感器工作原理的基础上，提出了一种适用于强电场测量的光电集成传感器设计方案。该文将电场传感器分解为调制器和偶极子天线，给出了传感器的等效电路，分别计算了调制器和偶极子天线的参数，最后对电场传感器传递函数的幅频特性及最大可测电场进行了计算。分析计算的结果表明，所设计的电场传感器最大可测电场幅值接近lO6Vm，同时具有较好的频响特性。关键字：光电效应光电元件光电特性传感器分类传感器应用电场传感器SummarThe rapid development of science and tech

3、nology in the modern society, human beings have into the rapidly changing information era, people in daily life, the production process, rely mainly on the detection of information technology by acquiring, screening and transmission, to achieve the brake control, automatic adjustment, at present our

4、 country has put detection techniques listed in one of the priority to the development of science and technology. Because of microelectronics technology, photoelectric semiconductor technology, optical fiber technology and grating technical development makes the application of the photoelectric sens

5、or is growing. The sensor has simple structure, non-contact, high reliability, high precision, measurable parameters and quick response and more simple structure, form widely applied in photoelectric effect as the theoretical basis, the device by photoelectric material composition. Based on the phot

6、oelectric integration technology electric field sensor possesses excellent anti electromagnetic interference ability and soon response speed. In order to be able to measure the high voltage power system transient electric field, this paper based on the photoelectric integration technology in the ele

7、ctric field sensor based on principle of work, this paper puts forward a kind of suitable for strong electric field measurement photoelectric integrated sensor design. This paper will field sensor is decomposed into modulator and dipole antenna, given the equivalent circuit, sensor was calculated re

8、spectively modulator and dipole antenna parameters, finally to electric field sensor transfer function of amplitude frequency characteristics and maximum measurable electric field were calculated. Analysis shows that the design of the electric field sensor (maximum measurable electric field amplitud

9、e close to lO6V/m, and has better frequency response characteristics. Keywords ：Photoelectric effect optoelectronicsPhotoelectric characteristics Sensor classification Sensor applications Electric field sensor 目 录一 光电传感器基本知识1、 光电传感器的概述2、 光电传感器的原理2、1光的性质2、2光源2、3光纤型二 光电元件及特性1、光电管2、光电倍曾管3、光敏电阻三、光电传感器四

10、光电转换器1、光电转换器2、 线缆选型2.1光缆的选择 2.2双绞线的选择五 传感器的分类1、 标准光电传感器2、安全光电传感器3、 门控光电传感器六 光电传感器特点七 传感器的静态特性八 传感器的动态特性九 传感器的线性度十 传感器的灵敏度十一 传感器的分辨力十二 传感器的迟滞特性十三 内光电效应1、半导体的内光电效应十四 外光电效应1 、外光电效应定义十五 生伏特效应1、价带2、导带3、能带十六 PN结光伏效应的应用1、太阳能电池2、光电探测器十七 光生伏特效应1、光电伏特效应概述1.1P-N结1.2光生伏特效应 1、3光电伏特效应的应用1、4光电伏特效应与光电池1、5光电池基本特性的种类

11、十八 光电传感器的作用十九 创新应用举例1、测温功能2、火焰探测报警器 3、光控大门 4、烟尘浊度监测仪5、光电池在光电检测和自动控制方面的应用结论 53致谢 54参考文献 55一 光电传感器基本知识光电传感器是采用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组成。1光电传感器的概述光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多， 传感器 的简单，形式灵活多样，因此, 光电式传感器 在检测和控制中应用非常广泛。 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元

12、件，它是把光 信号 （红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD 图像传感器 的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。2 光电传感器的原理由光通量对光电元件的作用原理1不同所制成的光学测控系统是

13、多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流 ,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关. 光敏

14、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，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（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，称为光电光电传感器载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。 光敏三极管 除了具有光敏二极管能将光信

15、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+）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+）Ib，可见光电三极管要比 光电二极管 具有更高的灵敏度。2、1光的性质直射 光在空气中和水中时，总是直线传播。使用对射型传感器外置的开叉来检测微小物体的示例便是运用了这种原理曲折 曲折是指光射入到曲折率不同的界面上时，通过该界面后，改变行进方向的现象。反射 （正反射、回归反射、扩散反射）在镜面和玻璃平面上，光会以与入射角相同的角度反射，称为正反射。偏光