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1、欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！电气测试技术 专业： 电气工程及其自动化 班级： 电气 111 姓名/学号： 指导老师： 马修水 2013 年 11 月 17 日 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！光电传感器 光电传感器由于反应速度快, 能实现非接触测量,而且精度高、 分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分两大方向：原理性研究与应用
2、开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 理论基础： 由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,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
3、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,使投射到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，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；当有光欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，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
4、照强度变化而变化的电信号。 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的，它的基本结构如图 6 ，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. 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, 传感器的结构简单,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. 研究热点： 1、用于目标跟踪和坐标定位256光电管阵列四象限 CMOS 光电传感器 将传统的象限传感器与当前迅速发展的 CMOS 图象传感器相结合，提出了使用有源传感阵列感光的256单元光
5、电管阵列四象限欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！CMOS 光电传感器。 该传感器的感光单元采用了 CMOS 图象传感器中使用的有源像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)设计，在感光单元内部由光电信号预处理电路直接将传感产生的光电信号转化为幅度较大的电信号输出，避免了对微弱信号的处理，降低了噪声的影响。传感器应用阵列采集光信号， 可以直接确定目标光源的坐标位置并实现一步到位的快速调整。传感器使用标准 CMOS 工艺制造，将传感阵列与信号处理电路集成在同一芯片上，可以实现传感器的 SOC 集成和智能化(Smart S
6、ensor)设计。广泛应用于激光的瞄准、制导、跟踪，搜索装置，精密测量，如激光微定位、位移监控、精密机床的光电控制等领域。是一种用于目标跟踪和坐标定位的新型集成阵列四象限 CMOS光电传感器。 2、光敏象限阵列与磁敏线阵列兼容 CMOS 数模混合传感器集成电路 基于硅光电传感的象限传感器广泛应用于激光的跟踪制导、位移监控、精密机床等控制等领域。基于硅的半导体磁敏传感器广泛应用于测量磁场强度的各种磁场计、 读出磁介质上信息的各类磁头以及非磁信号的探测器等。 3、应用光电二极管阵列的 SPR 生物传感器微弱信号检测 以提升表面等离子共振生物医学传感器的检测能力为目标,用高性能光电二极管阵列为光电转
7、换器件,论证并实现一种可高效抑制噪声的检测方法,利用光电二极管阵列器件可输出参考噪声信号的特性,欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！通过相干消噪结合小波软阈值消噪,使 SPR 传感器输出信噪比从40dB左右提高到52dB以上.用SPR传感器检测人体免疫球蛋白(IgG)分子特异性结合的实验表明,该方法显著提高了SPR传感器的分辨率,使之可精确检测样液中IgG含量10(-3)mg/mL量级的微弱变化,精度和分辨率提升一个数量级以上。 4、光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用 一个基于覆盖理论和卡尔曼滤波算法的光电检测传感器阵列,该阵列具有采集和处理阵列覆盖区域中所感知对象信息的功能,即检测和描述感知对象的存在、运动及其运动轨迹等情况。
