第5講B光電式傳感器應(yīng)用ppt課件

1、大慶石油學(xué)院傳感器原理及應(yīng)用傳感器原理及應(yīng)用主講人：康朝海主講人：康朝海山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 保護(hù)管內(nèi)保護(hù)管內(nèi)為高溫光纖為高溫光纖低溫光纖低溫光纖1.光纖溫度傳感器 一、光纖傳感器應(yīng)用山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 利用半導(dǎo)體材料的能量隙隨溫度幾乎成線性變化。利用半導(dǎo)體材料的能量隙隨溫度幾乎成線性變化。 敏感元件是一個(gè)半導(dǎo)體光吸收器，光纖用來傳輸敏感元件是一個(gè)半導(dǎo)體光吸收器，光纖用來傳輸信信 號(hào)。當(dāng)光源的光強(qiáng)度經(jīng)光纖達(dá)到半導(dǎo)體薄片時(shí)，號(hào)。當(dāng)光源的光強(qiáng)度經(jīng)光纖達(dá)到半導(dǎo)體薄片時(shí)，透透 過薄片的光強(qiáng)受溫度的調(diào)制溫度過薄片的光強(qiáng)受溫度的調(diào)制溫度T T升高，材料吸升高，材料吸收光收光 波長向長

2、波移動(dòng)，半導(dǎo)體薄片透過的光強(qiáng)度變化。波長向長波移動(dòng)，半導(dǎo)體薄片透過的光強(qiáng)度變化。光纖溫度傳感器山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 利用光纖實(shí)現(xiàn)無接觸位移測(cè)量。光源經(jīng)一束多利用光纖實(shí)現(xiàn)無接觸位移測(cè)量。光源經(jīng)一束多 股光纖將光信號(hào)傳送至端部，并照射到被測(cè)物股光纖將光信號(hào)傳送至端部，并照射到被測(cè)物體體 上。另一束光纖接受反射的光信號(hào)，并通過光上。另一束光纖接受反射的光信號(hào)，并通過光纖纖 傳送到光敏元件上。傳送到光敏元件上。 被測(cè)物體與光纖間被測(cè)物體與光纖間 距離變化，反射到距離變化，反射到 接受光纖上，光通接受光纖上，光通 量發(fā)生變化。再通量發(fā)生變化。再通 過光電傳感器檢測(cè)過光電傳感器檢測(cè) 出距離的變化。出距離的

3、變化。 2.反射式光纖位移傳感器山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 反射式光纖位移傳感器山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.光纖液位傳感器 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.光纖式光電開關(guān)反射型反射型遮斷型遮斷型反射鏡反射型反射鏡反射型山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光纖式光電開關(guān)應(yīng)用標(biāo)志孔標(biāo)志孔電路板標(biāo)志檢測(cè) 當(dāng)光纖發(fā)出當(dāng)光纖發(fā)出的光穿過標(biāo)志孔的光穿過標(biāo)志孔時(shí)，若無反射，時(shí)，若無反射，說明電路板方向說明電路板方向放置正確。放置正確。 光纖光纖 耦合器耦合器傳輸光纖傳輸光纖出射光纖出射光纖山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光纖式光電開關(guān)應(yīng)用遮斷型光纖光電開關(guān)出射光纖出射光纖接收光纖接收光纖山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光纖式光電開關(guān)應(yīng)用 采用遮斷采用遮斷型光纖光電

4、開型光纖光電開關(guān)對(duì)關(guān)對(duì)IC IC 芯片芯片引腳進(jìn)行檢測(cè)引腳進(jìn)行檢測(cè)山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院5.光纖的其他應(yīng)用 軍用光纖陀螺：軍用光纖陀螺： 將激光射入繞成線圈將激光射入繞成線圈的光纖，當(dāng)線圈的底座的光纖，當(dāng)線圈的底座隨運(yùn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，可隨運(yùn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以測(cè)得出射光的相位發(fā)以測(cè)得出射光的相位發(fā)生變化，它的靈敏度比生變化，它的靈敏度比機(jī)械陀螺高，無機(jī)械磨機(jī)械陀螺高，無機(jī)械磨擦力。擦力。光纖內(nèi)窺鏡光纖內(nèi)窺鏡山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院線陣線陣CCDCCD外形外形 二、圖像傳感器應(yīng)用山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院面陣CCD 面陣面陣CCDCCD能在能在x x、y y兩個(gè)方向都能實(shí)現(xiàn)電子自兩個(gè)方向都能實(shí)現(xiàn)電子自掃描，可以

5、獲得二維圖像。掃描，可以獲得二維圖像。 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院200萬和萬和1600萬像素的面陣萬像素的面陣CCD 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院面陣CCD外形續(xù)） 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院1.1.線陣線陣CCDCCD在掃描儀中的應(yīng)用在掃描儀中的應(yīng)用 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院掃描儀的工作原理山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.線陣CCD用于字符識(shí)別山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院驅(qū)動(dòng)電路分類機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)細(xì)化二值化處置傳送帶CCD透鏡1分類箱23郵政編碼識(shí)別系統(tǒng)郵政編碼識(shí)別系統(tǒng)山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.CCD數(shù)碼照相機(jī) 數(shù)碼相機(jī)簡稱數(shù)碼相機(jī)簡稱DC，它采用，它采用CCD作為光作為光電轉(zhuǎn)換器件，將被攝物體的圖像以數(shù)字形電轉(zhuǎn)換器件，將被攝物體的圖

6、像以數(shù)字形式記錄在存儲(chǔ)器中。式記錄在存儲(chǔ)器中。 數(shù)碼相機(jī)從外觀看，也有光學(xué)鏡頭、取景數(shù)碼相機(jī)從外觀看，也有光學(xué)鏡頭、取景器、對(duì)焦系統(tǒng)、光圈、內(nèi)置電子閃光燈等，器、對(duì)焦系統(tǒng)、光圈、內(nèi)置電子閃光燈等，但比傳統(tǒng)相機(jī)多了液晶顯示器但比傳統(tǒng)相機(jī)多了液晶顯示器LCD），），內(nèi)部更有本質(zhì)的區(qū)別，其快門結(jié)構(gòu)也大不內(nèi)部更有本質(zhì)的區(qū)別，其快門結(jié)構(gòu)也大不相同。相同。 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)碼相機(jī)的外形山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院三基色分離原理三基色分離原理 CCD數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)解剖（索尼F828）CCD山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院CCD數(shù)碼顯微鏡拍攝的金屬表面顯微照片山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.CM

7、OS圖像傳感器 CMOS圖像傳感器是采用互補(bǔ)金屬圖像傳感器是采用互補(bǔ)金屬-氧氧化物化物-半導(dǎo)體工藝制作的另一類圖像傳感器，半導(dǎo)體工藝制作的另一類圖像傳感器，簡稱簡稱CMOS?，F(xiàn)在市售的視頻攝像頭多使用。現(xiàn)在市售的視頻攝像頭多使用CMOS作為光電轉(zhuǎn)換器件。雖然目前的作為光電轉(zhuǎn)換器件。雖然目前的CMOS圖像傳感器成像質(zhì)量比圖像傳感器成像質(zhì)量比CCD略低，但略低，但CMOS具有體積小、耗電量小、售價(jià)便宜的具有體積小、耗電量小、售價(jià)便宜的優(yōu)點(diǎn)。隨著硅晶圓加工技術(shù)的進(jìn)步，優(yōu)點(diǎn)。隨著硅晶圓加工技術(shù)的進(jìn)步，CMOS的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有望超過的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有望超過CCD，它在圖像傳，它在圖像傳感器中的應(yīng)用也將日趨

8、廣泛。感器中的應(yīng)用也將日趨廣泛。 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院CMOS視頻攝像頭 帶紅外帶紅外LED照明的照明的CMOS視頻攝像頭視頻攝像頭山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院CMOS視頻攝像頭的外部結(jié)構(gòu) 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院M2AM2A膠囊膠囊 CCDCCD在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用4.CCD在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光敏電阻 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)， 阻值減小。內(nèi)光電效應(yīng)：在內(nèi)光電效應(yīng)：在光線作用下能使光線作用下能使物體的電阻率改物體的電阻率改變的現(xiàn)象變的現(xiàn)象. .三.光敏元件應(yīng)用山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光敏二極管 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，光殼

9、頂部的正下方，光照射到光敏二極管的照射到光敏二極管的PN結(jié)時(shí)，電子結(jié)時(shí)，電子-空穴空穴對(duì)數(shù)量增加，光電流對(duì)數(shù)量增加，光電流與照度成正比。與照度成正比。 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院紅外發(fā)射、接收對(duì)管外形 紅外發(fā)射管紅外接收管紅外接收管山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光敏二極管陣列 包含包含10241024個(gè)個(gè)InGaAsInGaAs元件的線性元件的線性光電二極管陣列，可用于分光鏡。光電二極管陣列，可用于分光鏡。山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光敏三極管外形 山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光電池外形光敏面光生伏特效應(yīng)：在光線的作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象.山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院透射式透射式反射式反射式山西工程職

10、業(yè)技術(shù)學(xué)院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院調(diào)制盤)(a)(b)(c山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院防盜報(bào)警電路山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院太陽能電池電源系統(tǒng) 阻塞二極管蓄電池組發(fā)電裝置：單體太陽能電池太陽電池組件陣列調(diào)節(jié)控制器：充放電自動(dòng)控制阻塞二極管：避免蓄電池對(duì)太陽電池放電山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院條形碼掃描筆掃描筆光敏三極管發(fā)光二極管條形碼卡片條形碼掃描方向光電掃描筆脈沖列OUTU山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院大米分選機(jī)電路控制驅(qū)動(dòng)器器大放氣源廢棄箱光源探頭光傳感器雜質(zhì)滑槽背景板光箱氣動(dòng)電磁閥振動(dòng)機(jī)山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院吸收式煙塵濁度檢測(cè)儀煙筒山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院家用電視機(jī)的遙控器 機(jī)電工程分院機(jī)電工程分院山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院光電池在動(dòng)力方面的應(yīng)用太陽能賽車太陽能賽車太陽能電動(dòng)機(jī)模型太陽能電動(dòng)機(jī)模型太陽能太陽能 硅光