機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)——第九章

1、第九章：第九章：光電傳感器光電傳感器石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院電氣工程系石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院電氣工程系石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院干燥技術(shù)與裝備實(shí)驗(yàn)室石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院干燥技術(shù)與裝備實(shí)驗(yàn)室機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)TM第九章第九章 光電傳感器光電傳感器內(nèi)容提示：內(nèi)容提示：9.1 9.1 光電效應(yīng)及光電元件光電效應(yīng)及光電元件9.2 9.2 光電元件的基本應(yīng)用電路光電元件的基本應(yīng)用電路9.3 9.3 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用9.4 9.4 光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器 TM光電傳感器的概念光電傳感器的概念 光電傳感器（光電傳感器（Photo-electric

2、Photo-electric TransducerTransducer）是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種）是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器。傳感器。 使用這種傳感器測(cè)量其他非電量（如轉(zhuǎn)速、使用這種傳感器測(cè)量其他非電量（如轉(zhuǎn)速、濁度）時(shí)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的濁度）時(shí)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光電檢測(cè)法具有反應(yīng)快、非接觸等變化即可。光電檢測(cè)法具有反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。TM9.1 9.1 光電效應(yīng)及光電元件光電效應(yīng)及光電元件 光電效應(yīng)：用光照射某一物體，可以光電效應(yīng)：用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為看作物體受到一連串能量為hf的光子的轟的光子的轟擊，組成該

3、物體的材料吸收光子能量而發(fā)擊，組成該物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。 通常把光電效應(yīng)分為三類(lèi)：通常把光電效應(yīng)分為三類(lèi)：外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)阻擋層光電（光生伏特）效應(yīng)阻擋層光電（光生伏特）效應(yīng)TM9.1.19.1.1外光電效應(yīng)及器件外光電效應(yīng)及器件 在光線的作用下能使電子逸出物體表在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱(chēng)為面的現(xiàn)象稱(chēng)為外光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)。 基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管、光電攝像管等。光電倍增管、光電攝像管等。 TM9.1.19.1.1外光電

4、效應(yīng)及器件外光電效應(yīng)及器件光電管及其特性光電管及其特性TM光電管及其特性光電管及其特性TM光電管及其特性光電管及其特性 在一個(gè)真空泡內(nèi)裝有兩個(gè)電極：光電陰極在一個(gè)真空泡內(nèi)裝有兩個(gè)電極：光電陰極和光電陽(yáng)極。光電陰極通常是用逸出功小的光和光電陽(yáng)極。光電陰極通常是用逸出功小的光敏材料涂在玻璃泡內(nèi)壁上制成，其感光面對(duì)準(zhǔn)敏材料涂在玻璃泡內(nèi)壁上制成，其感光面對(duì)準(zhǔn)光的入射孔，當(dāng)光線照射到光敏材料上，便有光的入射孔，當(dāng)光線照射到光敏材料上，便有電子逸出，這些電子被具有正電位的陽(yáng)極所吸電子逸出，這些電子被具有正電位的陽(yáng)極所吸收，在光電管內(nèi)形成空間電子流，此時(shí)如外電收，在光電管內(nèi)形成空間電子流，此時(shí)如外電路閉合就

5、產(chǎn)生電流，在外電路中串入一適當(dāng)阻路閉合就產(chǎn)生電流，在外電路中串入一適當(dāng)阻值的電阻，則在該電阻的壓降或電路中的電流值的電阻，則在該電阻的壓降或電路中的電流大小都與光強(qiáng)成函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。大小都與光強(qiáng)成函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。TM光電管及其特性光電管及其特性 一般光電陰極材料不同的光電管有不同的一般光電陰極材料不同的光電管有不同的紅限頻率（紅限頻率（頻率大于紅限頻率才會(huì)產(chǎn)生光電效頻率大于紅限頻率才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)應(yīng)），因此它們可用于不同的光譜范圍。），因此它們可用于不同的光譜范圍。 另外，同一光電管對(duì)于不同頻率的光的靈另外，同一光電管對(duì)于不同頻率的光的靈敏度不同。以敏度不同。以GD-4

6、GD-4型光電管為例，陰極是用銻型光電管為例，陰極是用銻銫材料制成，對(duì)可見(jiàn)光范圍的入射光靈敏度比銫材料制成，對(duì)可見(jiàn)光范圍的入射光靈敏度比較高。適用于白光光源，被應(yīng)用于各種光電式較高。適用于白光光源，被應(yīng)用于各種光電式自動(dòng)檢測(cè)儀表中。對(duì)紅外光源，常用銀氧銫陰自動(dòng)檢測(cè)儀表中。對(duì)紅外光源，常用銀氧銫陰極，構(gòu)成紅外探測(cè)器。對(duì)紫外光源，常用銻銫極，構(gòu)成紅外探測(cè)器。對(duì)紫外光源，常用銻銫陰極和鎂鎘陰極。陰極和鎂鎘陰極。TM光電管及其特性光電管及其特性 當(dāng)入射光很微弱時(shí)，一般光電管能產(chǎn)當(dāng)入射光很微弱時(shí)，一般光電管能產(chǎn)生的光電流很小，在這種情況下，即使光生的光電流很小，在這種情況下，即使光電流能被放大，但噪聲也

7、同時(shí)被放大了，電流能被放大，但噪聲也同時(shí)被放大了，因此，在弱光條件下，應(yīng)采用光電倍增管。因此，在弱光條件下，應(yīng)采用光電倍增管。TM光電管及其特性光電管及其特性TM光電管及其特性光電管及其特性 通常，光電倍增管的靈敏度比普通光通常，光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高出幾萬(wàn)倍，在星光下就可以產(chǎn)生電管要高出幾萬(wàn)倍，在星光下就可以產(chǎn)生可觀的電流?？捎^的電流。 但由于光電倍增管式玻璃真空器件，但由于光電倍增管式玻璃真空器件，體積大、易破碎，工作電壓高達(dá)上千伏，體積大、易破碎，工作電壓高達(dá)上千伏，所以目前已逐漸被新型半導(dǎo)體光敏器件所所以目前已逐漸被新型半導(dǎo)體光敏器件所取代。取代。TM9.1.29.1.2內(nèi)

8、光電效應(yīng)及器件內(nèi)光電效應(yīng)及器件 內(nèi)光電效應(yīng)：在光線的作用下能使物內(nèi)光電效應(yīng)：在光線的作用下能使物體的電阻率改變的光電效應(yīng)。體的電阻率改變的光電效應(yīng)。 基于內(nèi)光電效應(yīng)光電元件：光敏電阻、基于內(nèi)光電效應(yīng)光電元件：光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管及光敏晶閘管等。光敏二極管、光敏三極管及光敏晶閘管等。 TM光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理 光敏電阻時(shí)利用內(nèi)光電效應(yīng)的原理制光敏電阻時(shí)利用內(nèi)光電效應(yīng)的原理制成的。在半導(dǎo)體光敏材料的兩端裝上金屬成的。在半導(dǎo)體光敏材料的兩端裝上金屬電極引線，將其封裝在帶有透明視窗的管電極引線，將其封裝在帶有透明視窗的管殼內(nèi)就構(gòu)成了光敏電阻。殼內(nèi)就構(gòu)成了光敏電阻

9、。 為了增加靈敏度，應(yīng)盡量減小電極間的距離，為了增加靈敏度，應(yīng)盡量減小電極間的距離，兩電極通常做成梳狀。半導(dǎo)體光敏層上覆蓋了一兩電極通常做成梳狀。半導(dǎo)體光敏層上覆蓋了一層漆膜，其成分是使它在光敏層最敏感的波長(zhǎng)范層漆膜，其成分是使它在光敏層最敏感的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射率最大。圍內(nèi)透射率最大。TM光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理TM光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子空穴對(duì)增加，阻值減小，電流增大?？昭▽?duì)增加，阻值減小，電流增大。TM光敏電阻的主要參數(shù)光敏電阻的主要參數(shù)暗電阻和暗電流暗電阻和暗電流 置于室溫、全暗條

10、件下測(cè)得的穩(wěn)定電置于室溫、全暗條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱(chēng)為暗電阻（通常大于阻值稱(chēng)為暗電阻（通常大于1M），此時(shí)），此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為暗電流。流過(guò)的電流稱(chēng)為暗電流。 光敏電阻受溫度影響甚大，溫度上升，光敏電阻受溫度影響甚大，溫度上升，暗電阻減小，暗電流增大，靈敏度下降，暗電阻減小，暗電流增大，靈敏度下降，這是光敏電阻的一大缺點(diǎn)。這是光敏電阻的一大缺點(diǎn)。TM光敏電阻的主要參數(shù)光敏電阻的主要參數(shù)亮電阻和亮電流亮電阻和亮電流 光敏電阻受光照射時(shí)的電阻稱(chēng)為亮電光敏電阻受光照射時(shí)的電阻稱(chēng)為亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為亮電流。阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為亮電流。 一般希望亮電阻越小越好，亮電阻通一般希望亮電阻越小越好

11、，亮電阻通常在幾千歐以下。常在幾千歐以下。光電流光電流 亮電流與暗電流之差稱(chēng)為光電流。亮電流與暗電流之差稱(chēng)為光電流。TM光敏電阻的基本特性光敏電阻的基本特性伏安特性伏安特性 在一定照度下，流過(guò)光敏電阻的電流在一定照度下，流過(guò)光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系。與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系。403020100I / mA10010001 x500 mW1001 x功率200U / V101 xTM光敏電阻的基本特性光敏電阻的基本特性光照特性光照特性 指光敏電阻的光電流指光敏電阻的光電流I I和光照強(qiáng)度之間的關(guān)和光照強(qiáng)度之間的關(guān)系系。 由于光敏電阻光由于光敏電阻光電特性的非線性，不電特性的非線

12、性，不能用于光的精密測(cè)量，能用于光的精密測(cè)量，只能用于定性地判斷只能用于定性地判斷有無(wú)光照。有無(wú)光照。TM光敏電阻的基本特性光敏電阻的基本特性光譜特性光譜特性 光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系。即光敏電阻對(duì)入射光的光譜具有選擇作關(guān)系。即光敏電阻對(duì)入射光的光譜具有選擇作用，即光敏電阻對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光有不同的用，即光敏電阻對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光有不同的靈敏度。靈敏度。Sr / (%) / A2040608010001.53硫化鉛硫化鉈硫化鎘TM光敏電阻的基本特性光敏電阻的基本特性響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間 當(dāng)光敏電阻受光照后，光電流需要經(jīng)過(guò)一當(dāng)光敏電阻受光照后，光電

13、流需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（上升時(shí)間）才能達(dá)到其穩(wěn)定值。同樣，段時(shí)間（上升時(shí)間）才能達(dá)到其穩(wěn)定值。同樣，在停止光照后，光電流也經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（下降在停止光照后，光電流也經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（下降時(shí)間）才能恢復(fù)到其暗電流值，這就是光敏電時(shí)間）才能恢復(fù)到其暗電流值，這就是光敏電阻的時(shí)延特性。阻的時(shí)延特性。 光敏電阻的上升響應(yīng)時(shí)間和下降響應(yīng)時(shí)間光敏電阻的上升響應(yīng)時(shí)間和下降響應(yīng)時(shí)間約為約為1010-2-2至至1010-3-3s s。 可見(jiàn)光敏電阻不能用于要求快速響應(yīng)的場(chǎng)可見(jiàn)光敏電阻不能用于要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合。合。TM關(guān)于照度關(guān)于照度 照度是光源照射在被照物體單位面積照度是光源照射在被照物體單位面積上的光通量。上的光通量

14、。 1 lx=1 lm/m2 光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量總和。量總和。 光通量單位：流明光通量單位：流明（lm） 照度單位：勒克斯照度單位：勒克斯（lx）TM光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、 光敏二極管在電路中一般是處于反向工作光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)。狀態(tài)。在沒(méi)有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電在沒(méi)有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，這反向電流稱(chēng)為暗電流，當(dāng)光照流很小，這反向電流稱(chēng)為暗電流，當(dāng)光照射在射在PNPN結(jié)上，光子打在結(jié)上，光子打在PNPN

15、結(jié)附近，使結(jié)附近，使PNPN結(jié)結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)，它們?cè)诟浇a(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)，它們?cè)赑NPN結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng)，形成結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流。光的照度越大，光電流越大。光電流。光的照度越大，光電流越大。光敏二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，光敏二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。TM光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理TM光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理TM光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏二極管的結(jié)構(gòu)及工作原理TM光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏

16、晶體管與一般晶體管很相似，具有兩個(gè)光敏晶體管與一般晶體管很相似，具有兩個(gè)PNPN結(jié)，只是它的發(fā)射極一邊做得很大，以擴(kuò)大光結(jié)，只是它的發(fā)射極一邊做得很大，以擴(kuò)大光的照射面積。的照射面積。大多數(shù)光敏晶體管的基極無(wú)引出線，當(dāng)集電極大多數(shù)光敏晶體管的基極無(wú)引出線，當(dāng)集電極加上相對(duì)于發(fā)射極為正的電壓而不接基極時(shí)，加上相對(duì)于發(fā)射極為正的電壓而不接基極時(shí)，集電結(jié)就是反向偏壓，當(dāng)光照射在集電結(jié)時(shí)，集電結(jié)就是反向偏壓，當(dāng)光照射在集電結(jié)時(shí)，就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子空穴對(duì)，光生電子被空穴對(duì)，光生電子被拉到集電極，基區(qū)留下空穴，使基極與發(fā)射極拉到集電極，基區(qū)留下空穴，使基極與發(fā)射極間的電壓升高，這樣便

17、會(huì)有大量的電子流向集間的電壓升高，這樣便會(huì)有大量的電子流向集電極，形成輸出電流，且集電極電流為光電流電極，形成輸出電流，且集電極電流為光電流的的倍，所以光敏晶體管有放大作用。倍，所以光敏晶體管有放大作用。TM光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理TM光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理光敏晶體管的結(jié)構(gòu)及工作原理TM光敏晶體管的光譜特性光敏晶體管的光譜特性1 1常規(guī)工藝硅光敏晶體管的光譜特性常規(guī)工藝硅光敏晶體管的光譜特性 2 2濾光玻璃引起的光譜特性紫偏移濾光玻璃引起的光譜特性紫偏移3 3濾光玻璃引起的光譜特性紅偏移濾光玻璃引起的光譜特性紅偏移TM光敏二極管和晶體管的主要差別光敏二極管和晶體

18、管的主要差別光電流光電流 光敏二極管一般只有幾微安到幾百微安，而光敏光敏二極管一般只有幾微安到幾百微安，而光敏三極管一般都在幾毫安以上，至少也有幾百微安，兩三極管一般都在幾毫安以上，至少也有幾百微安，兩者相差十倍至百倍。光敏二極管與光敏三極管的暗電者相差十倍至百倍。光敏二極管與光敏三極管的暗電流則相差不大，一般都不超過(guò)流則相差不大，一般都不超過(guò)1uA1uA。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間 光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間在光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間在100ns100ns以下，而光敏三極以下，而光敏三極管為管為5 510us10us。因此，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，應(yīng)選用光。因此，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，應(yīng)選用光敏二極管；只有在工作頻率較低

19、時(shí)，才選用光敏三極敏二極管；只有在工作頻率較低時(shí)，才選用光敏三極管。管。輸出特性輸出特性 光敏二極管有很好的線性特性，而光敏三極管的光敏二極管有很好的線性特性，而光敏三極管的線性較差。線性較差。TM9.1.3 9.1.3 光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng) 光生伏特效應(yīng)：在光線的作用下，物光生伏特效應(yīng)：在光線的作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光電效應(yīng)。體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光電效應(yīng)。 基于光生伏特效應(yīng)的光電元件：光電基于光生伏特效應(yīng)的光電元件：光電池等。池等。 光電池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大面積的光電池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大面積的PNPN結(jié)，結(jié)，當(dāng)光照射到當(dāng)光照射到PNPN結(jié)的一個(gè)面，例如結(jié)的一個(gè)面，例如P P型面時(shí)，型

20、面時(shí)，若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，那么那么P P型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)自型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)自由電子和空穴，電子由電子和空穴，電子- -空穴對(duì)從表面向內(nèi)空穴對(duì)從表面向內(nèi)迅速擴(kuò)散，在結(jié)電場(chǎng)的作用下，最后建立迅速擴(kuò)散，在結(jié)電場(chǎng)的作用下，最后建立一個(gè)與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì)。一個(gè)與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì)。TM9.1.3 9.1.3 光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)TM9.1.3 9.1.3 光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)TM9.1.3 9.1.3 光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)光電池的種類(lèi)很多，有硅光電池、硒光電池、光電池的種類(lèi)很多，有硅光電池、硒光電池、鍺光電池、

21、砷化鎵光電池、氧化亞銅光電池等鍺光電池、砷化鎵光電池、氧化亞銅光電池等最受人們重視的是硅光電池。因?yàn)樗哂行阅茏钍苋藗冎匾暤氖枪韫怆姵?。因?yàn)樗哂行阅芊€(wěn)定、光譜范圍寬、頻率特性好、轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定、光譜范圍寬、頻率特性好、轉(zhuǎn)換效率高、能耐高溫輻射、價(jià)格便宜、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。它能耐高溫輻射、價(jià)格便宜、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。它不僅廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和宇宙飛船作為太陽(yáng)不僅廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和宇宙飛船作為太陽(yáng)能電池，而且也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)和其它測(cè)能電池，而且也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)和其它測(cè)試系統(tǒng)中。試系統(tǒng)中。硒光電池由于其光譜峰值位于人眼的視覺(jué)范圍，硒光電池由于其光譜峰值位于人眼的視覺(jué)范圍，所以在很多分析儀器、測(cè)

22、量?jī)x表中也常常用到。所以在很多分析儀器、測(cè)量?jī)x表中也常常用到。TM9.2 9.2 光電元件的基本應(yīng)用電路光電元件的基本應(yīng)用電路9.2.19.2.1光敏電阻的基本應(yīng)用電路光敏電阻的基本應(yīng)用電路a）U與光照變化趨勢(shì)相同的電路與光照變化趨勢(shì)相同的電路b）U與光照變化趨勢(shì)相反的電路與光照變化趨勢(shì)相反的電路TM9.2.29.2.2光敏二極管應(yīng)用電路光敏二極管應(yīng)用電路 TM9.2.39.2.3光敏三極管應(yīng)用電路光敏三極管應(yīng)用電路 TM9.2.39.2.3光敏三極管應(yīng)用電路光敏三極管應(yīng)用電路TM9.3 9.3 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用 光電傳感器屬于非接觸式測(cè)量。依據(jù)被測(cè)光電傳感器屬于非接觸式測(cè)量。

23、依據(jù)被測(cè)物、光源、光電元件三者之間的關(guān)系，可以將物、光源、光電元件三者之間的關(guān)系，可以將光電傳感器分為以下光電傳感器分為以下4 4種類(lèi)型。種類(lèi)型。光源本身是被測(cè)物，被測(cè)物發(fā)出的光投射到光源本身是被測(cè)物，被測(cè)物發(fā)出的光投射到光電元件上，光電元件的輸出反映了光源的光電元件上，光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù)。某些物理參數(shù)。被測(cè)物是光源被測(cè)物是光源1 1被測(cè)物被測(cè)物 2 2光電元件光電元件TM9.3 9.3 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用恒光源發(fā)射的光通量穿過(guò)被測(cè)物，一部分由恒光源發(fā)射的光通量穿過(guò)被測(cè)物，一部分由被測(cè)物吸收，剩余部分投射到光電元件上，被測(cè)物吸收，剩余部分投射到光電元件上，吸收

24、量決定于被測(cè)物的某些參數(shù)。吸收量決定于被測(cè)物的某些參數(shù)。被測(cè)物吸收光通量被測(cè)物吸收光通量1 1被測(cè)物被測(cè)物 2 2光電元件光電元件 3 3恒光源恒光源TM9.3 9.3 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用恒光源發(fā)出的光通量投射到被測(cè)物上，然后恒光源發(fā)出的光通量投射到被測(cè)物上，然后從被測(cè)物表面反射到光電元件上，光電元件從被測(cè)物表面反射到光電元件上，光電元件的輸出反映了被測(cè)物的某些參數(shù)。的輸出反映了被測(cè)物的某些參數(shù)。被測(cè)物是有反射能力的表面被測(cè)物是有反射能力的表面1 1被測(cè)物被測(cè)物 2 2光電元件光電元件 3 3恒光源恒光源TM9.3 9.3 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用恒光源發(fā)出的光通量在到達(dá)

25、光電元件的途中恒光源發(fā)出的光通量在到達(dá)光電元件的途中遇到被測(cè)物，照射到光電元件上的光通量被遇到被測(cè)物，照射到光電元件上的光通量被遮蔽掉一部分，光電元件的輸出反映了被測(cè)遮蔽掉一部分，光電元件的輸出反映了被測(cè)物的尺寸。物的尺寸。被測(cè)物遮蔽光通量被測(cè)物遮蔽光通量1 1被測(cè)物被測(cè)物 2 2光電元件光電元件 3 3恒光源恒光源TM9.3.19.3.1光源本身是被測(cè)物的應(yīng)用實(shí)例光源本身是被測(cè)物的應(yīng)用實(shí)例照度計(jì)照度計(jì)TM9.3.19.3.1光源本身是被測(cè)物的應(yīng)用實(shí)例光源本身是被測(cè)物的應(yīng)用實(shí)例紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì) 紅外輻射溫度計(jì)既可用于高溫測(cè)量，又可紅外輻射溫度計(jì)既可用于高溫測(cè)量，又可用于冰點(diǎn)以下

26、的溫度測(cè)量，所以是輻射溫度計(jì)用于冰點(diǎn)以下的溫度測(cè)量，所以是輻射溫度計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。市售的紅外輻射溫度計(jì)的溫度范的發(fā)展趨勢(shì)。市售的紅外輻射溫度計(jì)的溫度范圍可以從圍可以從-30-3030003000，中間分成若干個(gè)不同中間分成若干個(gè)不同的規(guī)格，可根據(jù)需要選擇適合的型號(hào)。的規(guī)格，可根據(jù)需要選擇適合的型號(hào)。TM紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì)TM紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì)TM比色式溫度傳感器比色式溫度傳感器 比色式溫度傳感器采用比色式溫度傳感器采用比色式（雙波段）測(cè)溫原理比色式（雙波段）測(cè)溫原理實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的非接觸測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的非接觸測(cè)溫，用戶(hù)不需知道物質(zhì)的發(fā)溫，用戶(hù)不需知道物質(zhì)的發(fā)射率。它

27、抗煙霧、水蒸氣和射率。它抗煙霧、水蒸氣和灰塵能力較強(qiáng)，不受窗口?；覊m能力較強(qiáng)，不受窗口玻璃影響，能瞄準(zhǔn)璃影響，能瞄準(zhǔn) , ,測(cè)量小目測(cè)量小目標(biāo)，可不考慮距離系數(shù)，可標(biāo)，可不考慮距離系數(shù)，可以不完全被目標(biāo)充滿，不需以不完全被目標(biāo)充滿，不需調(diào)焦就可準(zhǔn)確測(cè)量。調(diào)焦就可準(zhǔn)確測(cè)量。TM9.3.29.3.2被測(cè)物吸收光通量的應(yīng)用實(shí)例被測(cè)物吸收光通量的應(yīng)用實(shí)例光電式濁度計(jì)光電式濁度計(jì)1 1恒流源恒流源 2 2半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 3 3半反半透鏡半反半透鏡 4 4反射鏡反射鏡 5 5被測(cè)水樣被測(cè)水樣 6 6、9 9光電池光電池 7 7、1010電流電流/ /電壓轉(zhuǎn)換器電壓轉(zhuǎn)換器 8 8標(biāo)準(zhǔn)水樣標(biāo)準(zhǔn)水樣T

28、M光電式濁度計(jì)光電式濁度計(jì)TM9.3.39.3.3被測(cè)物體反射光通量的應(yīng)用實(shí)例被測(cè)物體反射光通量的應(yīng)用實(shí)例反射式煙霧報(bào)警器反射式煙霧報(bào)警器TM反射式煙霧報(bào)警器反射式煙霧報(bào)警器TM光電式轉(zhuǎn)速表光電式轉(zhuǎn)速表 TM色標(biāo)傳感器色標(biāo)傳感器 色標(biāo)傳感器常用于檢測(cè)特定色標(biāo)或物色標(biāo)傳感器常用于檢測(cè)特定色標(biāo)或物體上的斑點(diǎn)，它是通過(guò)與非色標(biāo)區(qū)相比較體上的斑點(diǎn)，它是通過(guò)與非色標(biāo)區(qū)相比較來(lái)實(shí)現(xiàn)色標(biāo)檢測(cè)，而不是直接測(cè)量顏色。來(lái)實(shí)現(xiàn)色標(biāo)檢測(cè)，而不是直接測(cè)量顏色。色標(biāo)傳感器能識(shí)別紅、綠、藍(lán)等顏色色標(biāo)傳感器能識(shí)別紅、綠、藍(lán)等顏色TM色標(biāo)傳感器色標(biāo)傳感器TM9.3.49.3.4被測(cè)物遮擋光通量的應(yīng)用實(shí)例被測(cè)物遮擋光通量的應(yīng)用實(shí)

29、例 光電式帶材跑偏檢測(cè)器光電式帶材跑偏檢測(cè)器 TM9.4 9.4 光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器 從原理上講，光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器從原理上講，光電開(kāi)關(guān)及光電斷續(xù)器沒(méi)有太大的差別，都是由紅外線發(fā)射元件沒(méi)有太大的差別，都是由紅外線發(fā)射元件與光敏接收元件組成，只是光電斷續(xù)器是與光敏接收元件組成，只是光電斷續(xù)器是整體結(jié)構(gòu)，其檢測(cè)距離只有幾毫米至幾十整體結(jié)構(gòu)，其檢測(cè)距離只有幾毫米至幾十毫米，而光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米至毫米，而光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米至幾十米。幾十米。 TM9.4.1 9.4.1 光電開(kāi)關(guān)光電開(kāi)關(guān)光電開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)光電開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和分類(lèi) 光電開(kāi)關(guān)可分為遮斷型和反射型兩大類(lèi)。

30、光電開(kāi)關(guān)可分為遮斷型和反射型兩大類(lèi)。遮斷型光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射器和接收器相對(duì)安放，遮斷型光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射器和接收器相對(duì)安放，軸線嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)有物體在兩者中間通過(guò)時(shí)，軸線嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)有物體在兩者中間通過(guò)時(shí)，紅外光束被遮斷，接收器接收不到紅外線而產(chǎn)紅外光束被遮斷，接收器接收不到紅外線而產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)。生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)。 遮斷型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距遮斷型光電開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離一般可達(dá)十幾米，對(duì)所有能遮斷光線的物體離一般可達(dá)十幾米，對(duì)所有能遮斷光線的物體均可檢測(cè)。均可檢測(cè)。 TM遮斷型光電開(kāi)關(guān)遮斷型光電開(kāi)關(guān)TM遮斷型光電開(kāi)關(guān)遮斷型光電開(kāi)關(guān)ObjectReceiver 遮斷式光電開(kāi)關(guān)由遮斷式光電開(kāi)關(guān)由相互分離且相對(duì)

31、安裝的相互分離且相對(duì)安裝的光發(fā)射器和光接受器組光發(fā)射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測(cè)物體位于成。當(dāng)被檢測(cè)物體位于發(fā)射器和接受器之間時(shí)，發(fā)射器和接受器之間時(shí)，光線被阻斷，接受器接光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開(kāi)受不到紅外線而產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。關(guān)信號(hào)。TM遮斷型光電開(kāi)關(guān)遮斷型光電開(kāi)關(guān)定區(qū)域式光電開(kāi)關(guān)定區(qū)域式光電開(kāi)關(guān)咖啡罐咖啡罐流水線運(yùn)行方向流水線運(yùn)行方向罐裝高度檢測(cè)罐裝高度檢測(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)儲(chǔ)料倉(cāng)TM光幕光幕 兩個(gè)柱形結(jié)構(gòu)相對(duì)而立，每隔數(shù)十毫米安兩個(gè)柱形結(jié)構(gòu)相對(duì)而立，每隔數(shù)十毫米安裝一對(duì)發(fā)光二極管和光敏接收管，形成光幕，裝一對(duì)發(fā)光二極管和光敏接收管，形成光幕，當(dāng)有物體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)有物

32、體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。TM光幕光幕產(chǎn)品高度測(cè)量產(chǎn)品高度測(cè)量TM光幕光幕三維尺寸三維尺寸檢測(cè)檢測(cè)寬度寬度 測(cè)量測(cè)量長(zhǎng)度長(zhǎng)度 測(cè)量測(cè)量高度高度 測(cè)量測(cè)量TM光幕光幕木材外形截面積檢測(cè)木材外形截面積檢測(cè)TM光幕光幕糾偏糾偏 光幕可光幕可檢 測(cè) 出 帶 材檢 測(cè) 出 帶 材在 卷 曲 過(guò) 程在 卷 曲 過(guò) 程中 的 偏 移 ，中 的 偏 移 ，經(jīng) 控 制 器 和經(jīng) 控 制 器 和執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 使執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 使帶 材 向 正 確帶 材 向 正 確的 方 向 運(yùn) 動(dòng)的 方 向 運(yùn) 動(dòng)（糾偏）。（糾偏）。TM光幕光幕TM光幕光幕鍛壓機(jī)床的鍛壓機(jī)床的 安全區(qū)域設(shè)置安全區(qū)域設(shè)置 及入侵報(bào)警及入侵報(bào)警TM反射型光電開(kāi)關(guān)反射型光電開(kāi)關(guān) 反射型光電開(kāi)關(guān)分為兩種情況：反射反射型光電開(kāi)關(guān)分為兩種情況：反射鏡反射型及被測(cè)物漫反射型（簡(jiǎn)稱(chēng)散射鏡反射型及被測(cè)物漫反射型（簡(jiǎn)稱(chēng)散射型）。型）。 反射鏡反射型光電開(kāi)關(guān)采用較為方便反射鏡反射型光電開(kāi)關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使用三角棱鏡，它對(duì)安裝角度的變化不太敏用三角棱鏡，它對(duì)安裝角度的變化不太敏感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)