梁森——光電傳感器上

1、2022-1-11機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材 自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)第十章（上）第十章（上）多媒體課件200951 更新第十章第十章 光電傳感器光電傳感器在這一章里，卡卡要給大家簡(jiǎn)單介紹光電在這一章里，卡卡要給大家簡(jiǎn)單介紹光電效應(yīng)，著重講解光電元件的原理、分類、特效應(yīng)，著重講解光電元件的原理、分類、特性、電路接線以及光電傳感器的應(yīng)用。性、電路接線以及光電傳感器的應(yīng)用。光電傳感器的最大特點(diǎn)是非接觸測(cè)量。光電傳感器的最大特點(diǎn)是非接觸測(cè)量。1860年，英國(guó)物年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋建理學(xué)家麥克斯韋建立了電磁理論，認(rèn)立了電磁理論，認(rèn)識(shí)

2、到光是一種電磁識(shí)到光是一種電磁波。波。1905年，德國(guó)年，德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦物理學(xué)家愛因斯坦用光量子學(xué)說(shuō)解釋用光量子學(xué)說(shuō)解釋了光電發(fā)射效應(yīng)，了光電發(fā)射效應(yīng)，并為此而獲得并為此而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 第一節(jié)第一節(jié) 光電效應(yīng)及光電元件光電效應(yīng)及光電元件 用光照射某一物體，可以看作物體用光照射某一物體，可以看作物體受到受到一連串能量為一連串能量為hf 的光子的轟擊的光子的轟擊，組，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相成這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)象稱為光電效應(yīng)。應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)：在光線的：在光線的作用下能作用下能

3、使電子逸出物體表使電子逸出物體表面面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件基于外光電效應(yīng)的光電元件有有紫外光電管、光電倍增管、紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。光電攝像管等。 紫外管外形紫外管外形 當(dāng)入射紫外當(dāng)入射紫外線照射在紫外管線照射在紫外管陰陰極板上極板上時(shí)，電子克時(shí)，電子克服金屬表面對(duì)它的服金屬表面對(duì)它的束縛而束縛而逸出金屬表逸出金屬表面，形成電子發(fā)射面，形成電子發(fā)射。紫外管多用于紫外管多用于紫外紫外線測(cè)量線測(cè)量、火焰監(jiān)測(cè)火焰監(jiān)測(cè)等。等。 紫外線紫外線2022-1-16光敏電阻光敏電阻 當(dāng)光敏電阻受到當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光照時(shí)， 阻值減小。阻值減小。

4、光敏電阻光敏電阻原理演示原理演示 當(dāng)光敏當(dāng)光敏電阻電阻受到光受到光照時(shí)照時(shí)，光生光生電子電子-空穴對(duì)空穴對(duì)增加增加，阻值阻值減小減小，電流電流增大增大。暗電流（越小越好）暗電流（越小越好）光照變化產(chǎn)生的電流光照變化產(chǎn)生的電流稱為暗電流稱為暗電流光敏二極管光敏二極管 將光敏二極管的將光敏二極管的PN 結(jié)設(shè)置在透明管結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部的正下方，殼頂部的正下方，光光照射到光敏二極管的照射到光敏二極管的PN結(jié)結(jié)時(shí)，時(shí)，電子電子-空穴空穴對(duì)數(shù)量增加對(duì)數(shù)量增加，光電流光電流與照度成正比與照度成正比。 2022-1-19光敏二極管外形光敏二極管外形 光敏二極管陣列光敏二極管陣列 包含包含1024個(gè)個(gè)InG

5、aAs元件的線性光電二極管陣元件的線性光電二極管陣列，可用于分光鏡。列，可用于分光鏡。2022-1-110紅外發(fā)射、接收對(duì)管外形紅外發(fā)射、接收對(duì)管外形 紅外發(fā)射管紅外發(fā)射管紅外接收管紅外接收管光敏二極管的反向光敏二極管的反向偏置接法偏置接法 在沒有光照時(shí)，由在沒有光照時(shí)，由于于二極管反向偏置，所二極管反向偏置，所以反向電流很小以反向電流很小，這時(shí)，這時(shí)的電流的電流稱為暗電流稱為暗電流，相，相當(dāng)于普通二極管的反向當(dāng)于普通二極管的反向飽和漏電流。當(dāng)光照射飽和漏電流。當(dāng)光照射在二極管的在二極管的PNPN結(jié)（又稱結(jié)（又稱耗盡層）上時(shí)，耗盡層）上時(shí)，在在PNPN結(jié)結(jié)附近產(chǎn)生的電子附近產(chǎn)生的電子- -空穴

6、空穴對(duì)數(shù)量也隨之增加對(duì)數(shù)量也隨之增加，光光電流也相應(yīng)增大電流也相應(yīng)增大，光電光電流與照度成正比流與照度成正比。 2022-1-112 光敏二極管的反向偏置接光敏二極管的反向偏置接線（參考上頁(yè)圖）及光電特性線（參考上頁(yè)圖）及光電特性演示演示 在在沒有光照沒有光照時(shí)，由于二時(shí)，由于二極管反向偏置，極管反向偏置，反向電流反向電流（暗電流）很?。ò惦娏鳎┖苄?。 當(dāng)當(dāng)光照增加光照增加時(shí)，時(shí)，光電流光電流I與光照度成正與光照度成正比比關(guān)系。關(guān)系。 光敏光敏二二極管的極管的反向偏反向偏置接法置接法UO+光照光照光敏三極管光敏三極管 光敏三極管有兩光敏三極管有兩個(gè)個(gè)PN結(jié)結(jié)。與普通。與普通三極管相似，三極管相

7、似，有電流增益，靈敏度比光有電流增益，靈敏度比光敏二極管高敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的。多數(shù)光敏三極管的基極沒基極沒有引出線有引出線，只有正負(fù)（只有正負(fù)（C、E）兩個(gè)引兩個(gè)引腳，所以其外型與光敏二極管相似，從腳，所以其外型與光敏二極管相似，從外觀上很難區(qū)別。外觀上很難區(qū)別。 2022-1-114光敏三極管外形光敏三極管外形 光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu) a) 內(nèi)部組成內(nèi)部組成 b)管芯結(jié)構(gòu)管芯結(jié)構(gòu) c）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖 1集電極引腳集電極引腳 2管芯管芯 3外殼外殼 4玻璃聚光鏡玻璃聚光鏡 5發(fā)射極引腳發(fā)射極引腳 6N+ 襯底襯底 7N型集電區(qū)型集電區(qū) 8SiO2保護(hù)圈保護(hù)圈 9集

8、電結(jié)集電結(jié) 10P型基區(qū)型基區(qū) 11N型發(fā)射區(qū)型發(fā)射區(qū) 12發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 2022-1-116硅光敏晶體管硅光敏晶體管的光譜特性的光譜特性 電磁波頻譜電磁波頻譜光敏二極管、三極管的光電特性比較光敏二極管、三極管的光電特性比較 0光照光照 光光電電流流光敏光敏 三極管三極管光敏光敏 二極管二極管3000lx4mA請(qǐng)判斷請(qǐng)判斷光敏二極管、光敏二極管、三極管的三極管的靈敏度靈敏度孰高孰低孰高孰低0.3mA請(qǐng)作圖計(jì)算當(dāng)請(qǐng)作圖計(jì)算當(dāng)E=100lx時(shí)，光敏二極管的光電流時(shí)，光敏二極管的光電流I IE光敏晶閘管光敏晶閘管 光敏晶閘管有光敏晶閘管有三個(gè)引出電極三個(gè)引出電極，即，即陽(yáng)極陽(yáng)極a、陰極、陰極k和和門

9、極門極g 。它的頂部有一個(gè)玻璃透鏡，光敏晶閘。它的頂部有一個(gè)玻璃透鏡，光敏晶閘管的陽(yáng)極與負(fù)載串聯(lián)后接電源正極，陰極接電源管的陽(yáng)極與負(fù)載串聯(lián)后接電源正極，陰極接電源負(fù)極，門極可懸空。負(fù)極，門極可懸空。當(dāng)有一定照度的光信號(hào)通過(guò)當(dāng)有一定照度的光信號(hào)通過(guò)玻璃窗口照射到正向阻斷的玻璃窗口照射到正向阻斷的PN結(jié)上結(jié)上時(shí)，將時(shí)，將產(chǎn)生門產(chǎn)生門極電流極電流，從而使光敏晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通，從而使光敏晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通后，即使光照消失，光敏晶閘管仍狀態(tài)。導(dǎo)通后，即使光照消失，光敏晶閘管仍維維持導(dǎo)通持導(dǎo)通。要切斷已觸發(fā)導(dǎo)通的光敏晶閘管，必須。要切斷已觸發(fā)導(dǎo)通的光敏晶閘管，必須使陽(yáng)極與陰極的電壓

10、反向，或使負(fù)載電流小于其使陽(yáng)極與陰極的電壓反向，或使負(fù)載電流小于其維持電流。光敏晶閘管的特點(diǎn)是：維持電流。光敏晶閘管的特點(diǎn)是：導(dǎo)通電流比光導(dǎo)通電流比光敏三極管大得多，工作電壓有的可達(dá)數(shù)百伏敏三極管大得多，工作電壓有的可達(dá)數(shù)百伏，因，因此此輸出功率大，可用于工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)控制輸出功率大，可用于工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)控制。2022-1-119光敏晶閘管外形光敏晶閘管外形光敏面光敏面基于光生伏特效應(yīng)的光電元件基于光生伏特效應(yīng)的光電元件 光電池光電池 在在N型襯底上制造一型襯底上制造一薄層薄層P型層型層作為光作為光照敏感面，就構(gòu)成最簡(jiǎn)單的光電池。當(dāng)入照敏感面，就構(gòu)成最簡(jiǎn)單的光電池。當(dāng)入射光子的能量足夠大時(shí)，射光子

11、的能量足夠大時(shí)，P型區(qū)每吸收一個(gè)型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)光生電子光子就產(chǎn)生一對(duì)光生電子- -空穴對(duì)空穴對(duì)， 光生光生 電子電子- -空穴對(duì)的的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使電子通過(guò)漂移空穴對(duì)的的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使電子通過(guò)漂移運(yùn)動(dòng)被拉到運(yùn)動(dòng)被拉到N型區(qū)，型區(qū)，空穴留在空穴留在P區(qū)區(qū)，所以，所以N區(qū)帶負(fù)電，區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時(shí)間，經(jīng)短暫的時(shí)間，PN結(jié)兩側(cè)就有一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)兩側(cè)就有一個(gè)穩(wěn)定的光生電動(dòng)勢(shì)輸出。光生電動(dòng)勢(shì)輸出。 2022-1-121基于光生伏特效應(yīng)的光電元件基于光生伏特效應(yīng)的光電元件 光電池光電池新型的硅光電池新型的硅光電池是在是在P型襯底上制型襯底上制造

12、一造一薄層薄層N型層型層作作為光照敏感面，效為光照敏感面，效率更高。率更高。N N型區(qū)每型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)光生電子生一對(duì)光生電子- -空穴對(duì)?？昭▽?duì)?？昭ㄍㄟ^(guò)空穴通過(guò)漂移運(yùn)動(dòng)被拉到漂移運(yùn)動(dòng)被拉到P型區(qū)，帶正電；型區(qū)，帶正電；電電子留在子留在N區(qū)，帶負(fù)區(qū)，帶負(fù)電電。2022-1-122光電池光電池外形外形光敏面光敏面2022-1-123能提供較大電流的能提供較大電流的大面積光電池大面積光電池外形外形2022-1-124光電池光電池串聯(lián)，能提高電壓；串聯(lián)，能提高電壓；并聯(lián)，可以提高輸處電流并聯(lián)，可以提高輸處電流每一片光電池的最大輸出電壓約為每一片光電池的最大輸出電壓約為0

13、.6V，每平方米，晴天的輸出電流約為每平方米，晴天的輸出電流約為10A。2022-1-125太陽(yáng)能組件太陽(yáng)能組件2022-1-126其他其他光電池及在照度測(cè)量中的應(yīng)用光電池及在照度測(cè)量中的應(yīng)用柔光罩下面為圓形光電池柔光罩下面為圓形光電池2022-1-127光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用太陽(yáng)能賽車太陽(yáng)能賽車太陽(yáng)能電風(fēng)扇太陽(yáng)能電風(fēng)扇太陽(yáng)能太陽(yáng)能 硅光電池板硅光電池板2022-1-128光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用（續(xù)）光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用（續(xù)）住宅太陽(yáng)能供電住宅太陽(yáng)能供電2022-1-129光電池在動(dòng)力方面的光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用（續(xù)）應(yīng)用（續(xù)）嫦娥一號(hào)上的光電池板嫦娥一號(hào)上的光電池板光

14、電池的光電特性光電池的光電特性 一個(gè)典型的硅光電池的光電特性一個(gè)典型的硅光電池的光電特性 1 1開路電壓曲線開路電壓曲線 2 2短路電流曲線短路電流曲線 開路電壓開路電壓為為 對(duì)數(shù)特性對(duì)數(shù)特性短路電流短路電流為為 線性特性線性特性第二節(jié)第二節(jié) 光電元件的基本應(yīng)用電路光電元件的基本應(yīng)用電路 一、光敏電阻的基本應(yīng)用電路一、光敏電阻的基本應(yīng)用電路 a）U與光照變化趨勢(shì)相同與光照變化趨勢(shì)相同的電路的電路 b）U與光照變化趨勢(shì)相反與光照變化趨勢(shì)相反的電路的電路 二、光敏二極管應(yīng)用電路二、光敏二極管應(yīng)用電路 利用反相利用反相器可將光敏二器可將光敏二極管的輸出電極管的輸出電壓轉(zhuǎn)換成壓轉(zhuǎn)換成TTL電平。電平。

15、 當(dāng)光照增當(dāng)光照增加，加，Ui（1/2）VDD時(shí)時(shí)，反相器，反相器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)槭裁措娖绞裁措娖剑?光敏三極管光控繼電器電路光敏三極管光控繼電器電路 當(dāng)無(wú)光照時(shí)，當(dāng)無(wú)光照時(shí)，V1截止截止，I =0，則，則V2處于什么處于什么狀態(tài)？狀態(tài)？繼電器繼電器KA吸合還是釋放吸合還是釋放？如果將？如果將V1與與R b2位置位置上下對(duì)調(diào)上下對(duì)調(diào)，請(qǐng)畫出電路，并分析工作過(guò)程。，請(qǐng)畫出電路，并分析工作過(guò)程。 五、光電池的應(yīng)用電路五、光電池的應(yīng)用電路 光電池短路電流測(cè)量電路光電池短路電流測(cè)量電路 I/U 轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓輸出電壓Uo與光電流與光電流I成正成正比比。若光電池用于微光測(cè)量時(shí)，。

16、若光電池用于微光測(cè)量時(shí)，I可能較小，則可能較小，則應(yīng)增加一級(jí)放大電路，并在第二級(jí)使用電位器應(yīng)增加一級(jí)放大電路，并在第二級(jí)使用電位器RP微調(diào)總的放大倍數(shù)。微調(diào)總的放大倍數(shù)。 第三節(jié)第三節(jié) 光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用 、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 光的照度光的照度E的單位是的單位是lx（勒勒克斯克斯），它是常），它是常用的光度學(xué)單位用的光度學(xué)單位之一，它之一，它表示受表示受照物體被照亮程照物體被照亮程度度的物理量，可的物理量，可以用以用照度計(jì)照度計(jì)來(lái)測(cè)來(lái)測(cè)量。量。 光電池光電池（外加柔（外加柔光罩）光罩）1.1.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)

17、既可用于高溫測(cè)量，紅外輻射溫度計(jì)既可用于高溫測(cè)量，又可用于冰點(diǎn)以下的溫度測(cè)量，所以是輻又可用于冰點(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)的溫度范圍可以從度計(jì)的溫度范圍可以從-30-3030003000，中間分成若干個(gè)不同的規(guī)格，可根據(jù)需要中間分成若干個(gè)不同的規(guī)格，可根據(jù)需要選擇適合的型號(hào)。選擇適合的型號(hào)。2022-1-137紅外線輻射溫度計(jì)外形紅外線輻射溫度計(jì)外形 激光僅激光僅 用于瞄準(zhǔn)用于瞄準(zhǔn)2022-1-138紅外線輻射溫度計(jì)外形紅外線輻射溫度計(jì)外形 紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì)用于食品溫度測(cè)量用于食品溫度測(cè)量2022-1-

18、139紅外線輻射溫度計(jì)的使用紅外線輻射溫度計(jì)的使用2022-1-140紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸體溫測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）在非接觸體溫測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）2022-1-141紅外線輻射溫度計(jì)紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸體溫測(cè)量中的應(yīng)用在非接觸體溫測(cè)量中的應(yīng)用耳溫儀耳溫儀2022-1-142紅外線輻射溫度計(jì)用于人體額溫測(cè)量紅外線輻射溫度計(jì)用于人體額溫測(cè)量2022-1-143 紅外線輻射溫度計(jì)在紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用非接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用IC的溫的溫度測(cè)量度測(cè)量2022-1-144 紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）利

19、用紅色激光瞄準(zhǔn)被測(cè)利用紅色激光瞄準(zhǔn)被測(cè)物（冷藏牛奶和面食）物（冷藏牛奶和面食）2022-1-145紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）應(yīng)用（續(xù)）溫度溫度 采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)利用紅色激光瞄準(zhǔn)被測(cè)利用紅色激光瞄準(zhǔn)被測(cè)物（電控柜、天花板內(nèi)物（電控柜、天花板內(nèi)的布線層）的布線層）2022-1-146紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）應(yīng)用（續(xù)）利用紅色激光瞄準(zhǔn)被利用紅色激光瞄準(zhǔn)被測(cè)物（電控柜、天花測(cè)物（電控柜、天花板內(nèi)的布線層）板內(nèi)的布線層）2022-1-147 紅外線輻射溫度計(jì)在非接觸溫度測(cè)紅外線輻射溫度計(jì)在非

20、接觸溫度測(cè)量中的應(yīng)用（續(xù)）量中的應(yīng)用（續(xù)）2022-1-148 紅外線輻射溫度計(jì)的使用距離與紅外線輻射溫度計(jì)的使用距離與目標(biāo)直徑、面積的關(guān)系目標(biāo)直徑、面積的關(guān)系mmm2022-1-149紅外線輻射溫度計(jì)的特性參數(shù)紅外線輻射溫度計(jì)的特性參數(shù) 比色計(jì)在高溫非接觸測(cè)比色計(jì)在高溫非接觸測(cè)量中的應(yīng)用量中的應(yīng)用 比色式溫度傳感器比色式溫度傳感器抗煙霧、水抗煙霧、水蒸氣和灰塵能力較強(qiáng)蒸氣和灰塵能力較強(qiáng)，不受窗口玻璃不受窗口玻璃影響，能瞄準(zhǔn)影響，能瞄準(zhǔn) , ,測(cè)量小目標(biāo)，可不測(cè)量小目標(biāo)，可不考慮距離系數(shù)，可以不完全被目標(biāo)充考慮距離系數(shù)，可以不完全被目標(biāo)充滿，不需調(diào)焦?jié)M，不需調(diào)焦就可準(zhǔn)確測(cè)量。就可準(zhǔn)確測(cè)量。 比

21、色溫度計(jì)比色溫度計(jì)適于適于環(huán)境條件惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中使中使用，如用，如 : :煙霧、水蒸氣、灰塵比較嚴(yán)重的鋼鐵、焦煙霧、水蒸氣、灰塵比較嚴(yán)重的鋼鐵、焦化和爐窯等應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)化和爐窯等應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。紅色黃色2022-1-1512.2.熱釋電傳感器在人體檢測(cè)、報(bào)警中的應(yīng)用熱釋電傳感器在人體檢測(cè)、報(bào)警中的應(yīng)用 熱釋電元件在紅外線檢測(cè)中得到廣泛的熱釋電元件在紅外線檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。它可用于應(yīng)用。它可用于能產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射的人體能產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射的人體檢檢測(cè)，如測(cè)，如防盜門、賓館大廳自動(dòng)門、自動(dòng)燈的防盜門、賓館大廳自動(dòng)門、自動(dòng)燈的控制控制等。等。 熱釋電元件外形熱釋電元件外形 熱釋電傳感器簡(jiǎn)

22、介熱釋電傳感器簡(jiǎn)介 熱釋電紅外傳感器是一種能熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。熱釋電晶體廣泛用于。熱釋電晶體廣泛用于紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器。除了在。除了在樓道自動(dòng)開關(guān)樓道自動(dòng)開關(guān)、防盜報(bào)警上得到應(yīng)用外，在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。比防盜報(bào)警上得到應(yīng)用外，在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。比如：如：在房間無(wú)人時(shí)能自動(dòng)減小空調(diào)機(jī)的功率在房間無(wú)人時(shí)能自動(dòng)減小空調(diào)機(jī)的功率；電視機(jī)電視機(jī)能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺后自動(dòng)關(guān)機(jī)的電路能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺后自動(dòng)關(guān)機(jī)的電路；開啟監(jiān)視器或自動(dòng)門鈴上的應(yīng)用；攝影機(jī)或數(shù)碼

23、照相開啟監(jiān)視器或自動(dòng)門鈴上的應(yīng)用；攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng) 您可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其他電您可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其他電路開發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品?；蚵烽_發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品?；蜃詣?dòng)化控制裝自動(dòng)化控制裝置置。熱釋電傳感器的內(nèi)部電路熱釋電傳感器的內(nèi)部電路兩塊兩塊反向反向串聯(lián)串聯(lián)的熱的熱釋電晶片釋電晶片場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管熱釋電傳感器工作原理熱釋電傳感器工作原理 熱釋電晶片表面必須罩上一塊由熱釋電晶片表面必須罩上一塊由一組平一組平行的棱柱型透鏡所組成菲涅爾透鏡行的棱柱型透鏡所組成菲涅爾透鏡，每一透，每一透鏡單元都鏡單元都只有一個(gè)不大的視場(chǎng)角只有一個(gè)不大

24、的視場(chǎng)角，當(dāng)人體在，當(dāng)人體在透鏡的監(jiān)視視野范圍中運(yùn)動(dòng)時(shí)，透鏡的監(jiān)視視野范圍中運(yùn)動(dòng)時(shí)，順次地進(jìn)入順次地進(jìn)入第一、第二單元透鏡的視場(chǎng)第一、第二單元透鏡的視場(chǎng)，晶片上的兩個(gè)，晶片上的兩個(gè)反向串聯(lián)的熱釋電單元將反向串聯(lián)的熱釋電單元將輸出一串交變脈沖輸出一串交變脈沖信號(hào)信號(hào)。當(dāng)然，如果人體靜止不動(dòng)地站在熱釋。當(dāng)然，如果人體靜止不動(dòng)地站在熱釋電元件前面，它是電元件前面，它是“視而不見視而不見”的。的。 2022-1-155菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡熱釋電晶片熱釋電晶片2022-1-156菲涅爾透鏡外形菲涅爾透鏡外形 傳感器不加菲涅爾傳感器不加菲涅爾透鏡時(shí)，其檢測(cè)距離透鏡時(shí)，其檢測(cè)距離小于小于

25、2m，而加上該透，而加上該透鏡后，其檢測(cè)距離可鏡后，其檢測(cè)距離可增加增加3倍以上倍以上。2022-1-157熱釋電套件熱釋電套件2022-1-158熱釋電報(bào)警器熱釋電報(bào)警器菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡設(shè)定按鈕設(shè)定按鈕高分貝喇叭高分貝喇叭2022-1-159熱釋電報(bào)警器（續(xù)）熱釋電報(bào)警器（續(xù)）菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡 5mm接插件接插件2022-1-160熱釋電報(bào)警器（續(xù)）熱釋電報(bào)警器（續(xù)） 吸頂式吸頂式 熱釋電報(bào)警器熱釋電報(bào)警器2022-1-161熱釋電報(bào)警器熱釋電報(bào)警器（續(xù)）（續(xù)） 無(wú)線報(bào)警式無(wú)線報(bào)警式 熱釋電報(bào)警器熱釋電報(bào)警器熱釋電傳感器應(yīng)用熱釋電傳感器應(yīng)用 熱釋電傳感器用熱釋電傳感器用于自動(dòng)亮燈，當(dāng)

26、然于自動(dòng)亮燈，當(dāng)然也可以用于防盜。也可以用于防盜。熱釋電傳感器熱釋電傳感器的感應(yīng)范圍的感應(yīng)范圍2022-1-163熱釋電感應(yīng)燈熱釋電感應(yīng)燈熱釋電熱釋電傳感器傳感器2022-1-164自動(dòng)感應(yīng)燈自動(dòng)感應(yīng)燈（參考施特朗公司資料）（參考施特朗公司資料）熱釋電傳感器在智能空調(diào)中的應(yīng)用熱釋電傳感器在智能空調(diào)中的應(yīng)用 智能空調(diào)能檢測(cè)智能空調(diào)能檢測(cè)出屋內(nèi)是否有人，微出屋內(nèi)是否有人，微處理器據(jù)此自動(dòng)調(diào)節(jié)處理器據(jù)此自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的出風(fēng)量，以達(dá)空調(diào)的出風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)能的目的。到節(jié)能的目的。 空調(diào)中，熱釋電傳感器的菲涅爾空調(diào)中，熱釋電傳感器的菲涅爾透鏡做成球形狀，從而能感受到屋內(nèi)透鏡做成球形狀，從而能感受到屋內(nèi)一定空

27、間角范圍里是否有人，以及人一定空間角范圍里是否有人，以及人是靜止著還是走動(dòng)著。是靜止著還是走動(dòng)著。上下范圍上下范圍左右范圍左右范圍2022-1-166二、被測(cè)物吸收光通量的應(yīng)用實(shí)例二、被測(cè)物吸收光通量的應(yīng)用實(shí)例 光電式濁度計(jì)和光電式濁度計(jì)和含沙量測(cè)量含沙量測(cè)量將裝有濁水的試管將裝有濁水的試管插入儀器中插入儀器中光電式濁度計(jì)工作原理光電式濁度計(jì)工作原理 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半反半透半反半透 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 參比通道（抵消外界影響

28、）參比通道（抵消外界影響） 2.2.煙霧報(bào)警器煙霧報(bào)警器外形外形 （參考（參考南京千里通公司南京千里通公司 無(wú)線無(wú)線煙霧報(bào)警器煙霧報(bào)警器資料）資料） 無(wú)煙霧時(shí)，光敏無(wú)煙霧時(shí)，光敏元件接收到元件接收到LED發(fā)射發(fā)射的恒定紅外光。而在的恒定紅外光。而在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)室，遮擋了部入檢測(cè)室，遮擋了部分紅外光，使光敏三分紅外光，使光敏三極管的輸出信號(hào)減弱，極管的輸出信號(hào)減弱，經(jīng)閥值判斷電路后，經(jīng)閥值判斷電路后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 煙霧煙霧報(bào)警報(bào)警2022-1-169無(wú)線無(wú)線煙霧報(bào)警器內(nèi)部結(jié)構(gòu)煙霧報(bào)警器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 可發(fā)出高分貝可發(fā)出高分貝笛鳴聲的蜂鳴器笛鳴聲的蜂鳴器無(wú)線

29、火災(zāi)煙霧傳感器無(wú)線火災(zāi)煙霧傳感器 無(wú)線火災(zāi)煙霧傳感器可以固定在墻體或者天花無(wú)線火災(zāi)煙霧傳感器可以固定在墻體或者天花板上。它內(nèi)部使用一節(jié)板上。它內(nèi)部使用一節(jié)9伏層疊電池供電，工作在伏層疊電池供電，工作在警戒狀態(tài)時(shí)，工作電流僅為警戒狀態(tài)時(shí)，工作電流僅為15微安，報(bào)警發(fā)射時(shí)工微安，報(bào)警發(fā)射時(shí)工作電流為作電流為20毫安。當(dāng)探測(cè)到初期明火或者煙霧達(dá)到毫安。當(dāng)探測(cè)到初期明火或者煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，傳感器的報(bào)警蜂鳴器立即發(fā)出一定濃度時(shí)，傳感器的報(bào)警蜂鳴器立即發(fā)出90分貝分貝的連續(xù)報(bào)警，工作指示燈快速連續(xù)閃爍，無(wú)線發(fā)射的連續(xù)報(bào)警，工作指示燈快速連續(xù)閃爍，無(wú)線發(fā)射器發(fā)出無(wú)線報(bào)警信號(hào)，通知遠(yuǎn)方的接收主機(jī)，將報(bào)器發(fā)

30、出無(wú)線報(bào)警信號(hào)，通知遠(yuǎn)方的接收主機(jī)，將報(bào)警信息傳遞出去。警信息傳遞出去。 無(wú)線發(fā)射器的報(bào)警距離在空曠無(wú)線發(fā)射器的報(bào)警距離在空曠地可以達(dá)到地可以達(dá)到200米，在有阻擋的普通家庭環(huán)境中可米，在有阻擋的普通家庭環(huán)境中可以達(dá)到以達(dá)到20米。米。三、被測(cè)物體反射光通量的應(yīng)用實(shí)例三、被測(cè)物體反射光通量的應(yīng)用實(shí)例 1.反射式反射式 煙霧報(bào)警器煙霧報(bào)警器 在沒有煙霧在沒有煙霧時(shí)，由于紅外對(duì)時(shí)，由于紅外對(duì)管相互垂直，煙管相互垂直，煙霧室內(nèi)又涂有黑霧室內(nèi)又涂有黑色吸光材料，所色吸光材料，所以紅外以紅外LED發(fā)出發(fā)出的紅外光無(wú)法到的紅外光無(wú)法到達(dá)紅外光敏三極達(dá)紅外光敏三極管。管。 當(dāng)煙霧進(jìn)入煙霧室后，煙霧的固體粒子

31、對(duì)當(dāng)煙霧進(jìn)入煙霧室后，煙霧的固體粒子對(duì)紅外光產(chǎn)生漫反射（圖中只畫出幾個(gè)微粒的反紅外光產(chǎn)生漫反射（圖中只畫出幾個(gè)微粒的反射示意），使部分紅外光到達(dá)光敏三極管，有射示意），使部分紅外光到達(dá)光敏三極管，有光電流輸出。光電流輸出。 2. 2.光電式轉(zhuǎn)速表光電式轉(zhuǎn)速表 光電式光電式轉(zhuǎn)速表屬于轉(zhuǎn)速表屬于反射式光電反射式光電傳感器，它傳感器，它可以在距被可以在距被測(cè)物數(shù)十毫測(cè)物數(shù)十毫米外非接觸米外非接觸地測(cè)量其轉(zhuǎn)地測(cè)量其轉(zhuǎn)速。速。 n =60( f /z ) 2022-1-173水泵水泵轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)速測(cè)量2022-1-174光電式轉(zhuǎn)速表外形光電式轉(zhuǎn)速表外形 3.3.色標(biāo)傳感器色標(biāo)傳感器 色飽和圖色飽和圖 色標(biāo)傳感器常用于檢測(cè)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)，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)，而不是直來(lái)實(shí)現(xiàn)色標(biāo)檢測(cè)，而不是直接測(cè)量顏色。接測(cè)量顏色。人眼對(duì)各色光的敏感程度人眼對(duì)各色光的敏感程度