霍爾傳感器光電傳感器

關(guān)于霍爾傳感器光電傳感器第1頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾效應(yīng)

半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I流過薄片時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零時(shí)的情況cdab第2頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾效應(yīng)演示

當(dāng)磁場(chǎng)垂直于薄片時(shí)，電子受到洛侖茲力的作用，向內(nèi)側(cè)偏移，在半導(dǎo)體薄片c、d方向的端面之間建立起霍爾電勢(shì)。cdab第3頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍耳效應(yīng)與霍耳元件（a）霍耳效應(yīng)（b）霍耳元件結(jié)構(gòu)（c）圖形符號(hào)（d）外形第4頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日磁感應(yīng)強(qiáng)度B較大時(shí)的情況

作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)也就越高?；魻栯妱?shì)EH可用下式表示：EH=KHIB第5頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾轉(zhuǎn)速表

在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤，齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁路的磁阻隨氣隙的改變而周期性地變化，霍爾器件輸出的微小脈沖信號(hào)經(jīng)隔直、放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速。SN線性霍爾磁鐵第6頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾轉(zhuǎn)速表原理

當(dāng)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線集中穿過霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)，放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，輸出為低電平。第7頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用

若汽車在剎車時(shí)車輪被抱死，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)有助于控制剎車力的大小。帶有微型磁鐵的霍爾傳感器鋼質(zhì)霍爾第8頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日霍爾式接近開關(guān)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量演示n=60f4(r/min)軟鐵分流翼片

T開關(guān)型霍爾IC第9頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日自動(dòng)供水裝置

圖示鍋爐中的水由電磁閥控制流出與關(guān)閉。磁傳感裝置由磁鐵及SL3020霍爾開關(guān)集成傳感器構(gòu)成。當(dāng)取水者投入鐵制的取水牌時(shí)，鐵制取水牌將磁鐵的磁力線短路，SL3020傳感器受較強(qiáng)磁場(chǎng)的作用輸出為高電平脈沖，電路輸出使電磁閥通電開閥放水。1—鍋爐2—電磁閥3—投卡口4—水龍頭5—水瓶6—收卡箱7—磁鐵8—磁傳感器第10頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電式傳感器第11頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，通常由四部分組成。圖中x1表示被測(cè)量能直接引起光量變化的檢測(cè)方式；x2表示被測(cè)量在光傳播過程中調(diào)制光量的檢測(cè)方式。第12頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日工作原理把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號(hào)。被測(cè)量通過對(duì)輻射源或者光學(xué)通路的影響將待測(cè)信息調(diào)制到光波上，通過改變光波強(qiáng)度、相位、空間分布和頻譜分布等，由光電器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)后續(xù)電路解調(diào)分離出被測(cè)量信息，實(shí)現(xiàn)測(cè)量。特點(diǎn)頻譜寬；不受電磁干擾的影響；非接觸測(cè)量；高精度、高分辨力、高可靠性；反應(yīng)快等應(yīng)用檢測(cè)、控制領(lǐng)域第13頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一、光電效應(yīng)光是由光子組成的，其能量和頻率關(guān)系為E=hf光照在物體上可看成是一連串具有能量為E的光子轟擊物體，如果能量足夠大，物質(zhì)內(nèi)部電子在吸收光子后就會(huì)擺脫內(nèi)部力的束縛，成為自由電子，自由電子可能從物質(zhì)表面逸出，也可能參與物質(zhì)內(nèi)部的導(dǎo)電過程，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。第14頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電效應(yīng)(photoelectriceffect)

可制作位移，振動(dòng)，轉(zhuǎn)速傳感器傳感器。

外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)物質(zhì)在光的作用下釋放電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。釋放的電子稱為光電子，光電子在外電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電流稱為光電流。定義應(yīng)用分類第15頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日外光電效應(yīng)--Externalphotoelectriceffect外光電效應(yīng)是指在光的照射下，物體內(nèi)的光電子逸出金屬表面的現(xiàn)象。1887年由德國(guó)人赫茲發(fā)現(xiàn)。定義應(yīng)用分類面效應(yīng)--surfaceeffect

物質(zhì)在光的作用下釋放光電子，光電子在金屬表面形成。體效應(yīng)--bulkeffect

物質(zhì)在光的作用下釋放光電子，光電子在金屬表面較深處形成?？芍谱鞴怆姽堋⒐怆姳对龉軅鞲衅?、外光電效應(yīng)第16頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

根據(jù)愛因斯坦假設(shè):一個(gè)電子只能接受一個(gè)光子的能量。要使一個(gè)電子從物體表面逸出，必須使光子能量ε大于該物體的表面逸出功A。各種不同的材料具有不同的逸出功A，因此對(duì)某特定材料而言，將有一個(gè)頻率限νo(或波長(zhǎng)限λo)，稱為“紅限”。紅限波長(zhǎng)可用下式求得：當(dāng)入射光的頻率低于νo時(shí)(或波長(zhǎng)大于λo)，不論入射光有多強(qiáng)，也不能激發(fā)電子；

當(dāng)入射頻率高于νo時(shí)，不管它多么微弱也會(huì)使被照射的物體激發(fā)電子，光越強(qiáng)則激發(fā)出的電子數(shù)目越多。

第17頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日基于外光電效應(yīng)原理工作的光電器件有光電倍增管光電管第18頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

光電管

光電管種類很多，一般是裝有光陰極和陽(yáng)極的真空玻璃管，結(jié)構(gòu)如圖所示。

結(jié)構(gòu)（1）光電管第19頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

光電管受光照發(fā)射電子

陽(yáng)極通過RL與電源連接在管內(nèi)形成電場(chǎng)。光電管的陰極受到適當(dāng)?shù)恼丈浜蟊惆l(fā)射光電子，這些光電子在電場(chǎng)作用下被具有一定電位的陽(yáng)極吸引，在光電管內(nèi)形成空間電子流。電阻RL上產(chǎn)生的電壓降正比于空間電流，其值與照射在光電管陰極上的光成函數(shù)關(guān)系。

原理第20頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

在玻璃管內(nèi)除裝有光電陰極和光電陽(yáng)極外，尚裝有若干個(gè)光電倍增極。光電倍增極上涂有在電子轟擊下能發(fā)射更多電子的材料。

光電倍增極的形狀及位置設(shè)置得正好能使前一級(jí)倍增極發(fā)射的電子繼續(xù)轟擊后一級(jí)倍增極。在每個(gè)倍增極間均依次增大加速電壓。設(shè)每級(jí)的培增率為δ，若有n級(jí)，則光電倍增管的光電流倍增率將為δn。

（2）光電倍增管第21頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日內(nèi)光電效應(yīng)--(Internalphotoelectriceffect)

受光照物體電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)叫內(nèi)光電效應(yīng)。

光子能量必須大于材料的禁帶寬度ΔEg才能產(chǎn)生內(nèi)光電效應(yīng)。

內(nèi)光電效應(yīng)的臨界波長(zhǎng)λo=1293/ΔEg(nm)。通常純凈半導(dǎo)體的禁帶寬度為1eV左右。定義2、內(nèi)光電效應(yīng)第22頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日分類物體受到光照時(shí)，其內(nèi)部原子釋放的電子留在內(nèi)部而使物體的導(dǎo)電性增加、電阻值下降的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。可制作光敏電阻（光電導(dǎo)管）傳感器.物體（如半導(dǎo)體）在光的照射下能產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)可制作光電池、光敏二極管、光敏三極管和半導(dǎo)體位置敏感器件傳感器.photo-conductiveeffectphotoproductionvoltaeffect光電導(dǎo)效應(yīng)光生伏特效應(yīng)第23頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日photo-conductiveeffect光電導(dǎo)效應(yīng)光敏電阻(photoresistors)光敏二極管(photodiode)光敏三極管(phototransistors)第24頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏電阻中光電導(dǎo)作用的強(qiáng)弱是用其電導(dǎo)的相對(duì)變化來標(biāo)志的。

為了提高光敏電阻的靈敏度，應(yīng)盡量減小電極間的距離。對(duì)于面積較大的光敏電阻，通常采用光敏電阻薄膜上蒸鍍金屬形成梳狀電極，光敏電阻(photoresistors)第25頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏電阻演示

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。暗電流（越小越好）第26頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏電阻的基本應(yīng)用電路

a）UＯ與光照變化趨勢(shì)相同的電路b）UＯ與光照變化趨勢(shì)相反的電路第27頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電式帶材跑偏檢測(cè)1—

被測(cè)帶材2—卷取電機(jī)3—卷取輥4—液壓缸5—活塞6—滑臺(tái)7—光電檢測(cè)裝置8—光源9、10—透鏡11-光敏電阻R112—遮光罩指針將偏向左邊還是右邊？第28頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏二極管

將光敏二極管的PN結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部的正下方，光照射到光敏二極管的PN結(jié)時(shí)，電子-空穴對(duì)數(shù)量增加，光電流與照度成正比。第29頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光照φPNa)+–RLEU0IφμAb)

光敏二極管

a)結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)b）基本應(yīng)用電路第30頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日沒有光照時(shí)，二極管反向偏置，反向電阻很大，反向電流很小，該電流稱為暗電流，相當(dāng)于普通二極管的反向飽和漏電流；受光照射時(shí)，PN結(jié)附近受光子轟擊，吸收其能量而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，從而使P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子濃度大大增加，在外加反向偏壓和內(nèi)電場(chǎng)的作用下，P區(qū)的少數(shù)載流子渡越阻擋層進(jìn)入N區(qū)，N區(qū)的少數(shù)載流子渡越阻擋層進(jìn)入P區(qū)，從而使通過PN結(jié)的反向電流大為增加，這就形成了光電流。光敏二極管的光電流I與照度之間呈線性關(guān)系。光敏二極管的光照特性是線性的，所以適合檢測(cè)等方面的應(yīng)用。光敏二極管的反向偏置接法第31頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏二極管的反向偏置接線及光電特性演示

在沒有光照時(shí)，由于二極管反向偏置，反向電流（暗電流）很小。當(dāng)光照增加時(shí)，光電流IΦ與光照度成正比關(guān)系。光敏二極管的反向偏置接法UO+—光照第32頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日例：光電轉(zhuǎn)速傳感器231231(a)(b)圖（a）是在待測(cè)轉(zhuǎn)速軸上固定一帶孔的轉(zhuǎn)速調(diào)置盤，在調(diào)置盤一邊由白熾燈產(chǎn)生恒定光，透過盤上小孔到達(dá)光敏二極管組成的光電轉(zhuǎn)換器上，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大整形電路輸出整齊的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)速由該脈沖頻率決定。在待測(cè)轉(zhuǎn)速的軸上固定一個(gè)涂上黑白相間條紋的圓盤，它們具有不同的反射率。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反光與不反光交替出現(xiàn)，光電敏感器件間斷地接收光的反射信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)。第33頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

光敏三極管(phototransistors)第34頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏三極管有兩個(gè)PN結(jié)。與普通三極管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只有正負(fù)兩個(gè)引腳，外型與光敏二極管相似，外觀上很難區(qū)別。第35頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)a)

內(nèi)部組成b)管芯結(jié)構(gòu)c）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖

1—集電極引腳2—管芯3—外殼4—玻璃聚光鏡

5—發(fā)射極引腳6—N+襯底7—N型集電區(qū)8—SiO2保護(hù)圈9—集電結(jié)10—P型基區(qū)11—N型發(fā)射區(qū)12—發(fā)射結(jié)第36頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏三極管結(jié)構(gòu)、等效電路、符號(hào)及應(yīng)用電路分別如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示。光敏三極管與一只普通三極管制作在同一個(gè)管殼內(nèi)，連接成復(fù)合管，如圖(e)所示，稱為達(dá)林頓型光敏三極管，其靈敏度更大（β=β1β2）。但是，達(dá)林頓光敏三極管的漏電（暗電流）較大，頻響較差，溫漂也較大。第37頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光敏三極管光控繼電器電路

當(dāng)無(wú)光照時(shí)，V1截止，IΦ=0，則V2處于什么狀態(tài)？繼電器KA吸合還是釋放？如果將V1與Rb2位置上下對(duì)調(diào)，其結(jié)果如何？第38頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日煙霧報(bào)警器

無(wú)煙霧時(shí)，光敏元件接收到LED發(fā)射的恒定紅外光。而在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)室，遮擋了部分紅外光，使光敏三極管的輸出信號(hào)減弱，經(jīng)閥值判斷電路后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。煙霧報(bào)警第39頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光伏型探測(cè)器一種自發(fā)電式的有源器件，這種半導(dǎo)體器件受到光照射時(shí)就產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)，而不需要外部電源。這種因光照而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。用可見光作光源的光電池是最常用的光生伏特型元件，如硅光電池。第40頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日在N型襯底上制造一薄層P型層作為光照敏感面，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)，P型區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對(duì)光生電子-空穴對(duì)，光生電子-空穴對(duì)的的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使電子通過漂移運(yùn)動(dòng)被拉到N型區(qū)，空穴留在P區(qū)，所以N區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時(shí)間，PN結(jié)兩側(cè)就有一個(gè)穩(wěn)定的光生電動(dòng)勢(shì)輸出。光電池外形光敏面第41頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日能提供較大電流的大面積光電池外形第42頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電池的光電特性一個(gè)典型的硅光電池的光電特性1—開路電壓曲線2—短路電流曲線開路電壓為對(duì)數(shù)特性短路電流為線性特性第43頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電池短路電流測(cè)量電路I/U轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓Uo與光電流IΦ成正比。若光電池用于微光測(cè)量時(shí)，IΦ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RP微調(diào)總的放大倍數(shù)。第44頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日J(rèn)MJ112V2A51KL39K470uf～例：自動(dòng)干手器手放入干手器時(shí)，手遮住燈泡發(fā)出的光，光電池不受光照，晶體管基極正偏而導(dǎo)通，繼電器吸合。風(fēng)機(jī)和電熱絲通電，熱風(fēng)吹出烘手。手干抽出后，燈泡發(fā)出光直接照射到光電池上，產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，使三極管基射極反偏而截止，繼電器釋放，從而切斷風(fēng)機(jī)和電熱絲的電源。第45頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光電式濁度計(jì)工作原理1—恒流源2—半導(dǎo)體激光器3—半反半透鏡4—反射鏡5—被測(cè)水樣6、9—光電池7、10—電流/電壓轉(zhuǎn)換器8—標(biāo)準(zhǔn)水樣參比通道

第46頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光纖傳感器第47頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光的反射、折射

當(dāng)一束光線以一定的入射角θ1從介質(zhì)1射到介質(zhì)2的分界面上時(shí)，一部分能量反射回原介質(zhì)；另一部分能量則透過分界面，在另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播。第48頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日當(dāng)光從光密（折射率大）介質(zhì)射向光疏（折射率?。┙橘|(zhì)，且入射角大于臨界角時(shí)，光會(huì)產(chǎn)生全反射。

1、光纖結(jié)構(gòu)由纖芯、包層、尼龍保護(hù)套組成，纖芯的折射率n1大于包層的折射率n2。第49頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2、傳光原理光的全反射是光纖傳輸光的基礎(chǔ)。光由纖芯到包層表面，由光的折射定律可知：第50頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日3、光纖的主要參數(shù)和類型（1）數(shù)值孔徑無(wú)論光源發(fā)射功率有多大，只有2θ張角之內(nèi)的光功率能被光纖接收，將θ的正弦定義為光纖的數(shù)值孔徑（NA）。

光全反射時(shí)數(shù)值孔徑反映光纖聚焦能力，一般希望有大的數(shù)值孔徑，以利于耦合效率的提高。但數(shù)值孔徑越大，光信號(hào)畸變就越嚴(yán)重，所以要適當(dāng)選擇。第51頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（2）光纖模式光纖模式簡(jiǎn)單地說就是光波沿光纖傳輸?shù)耐緩胶头绞健６嗄９饫w中，同一光信號(hào)采用很多模式傳輸，會(huì)使這一光信號(hào)分裂為不同時(shí)間到達(dá)接收端的多個(gè)信號(hào)，導(dǎo)致合成信號(hào)畸變。模式數(shù)量越少越好，盡可能在單模方式下工作，即單模光纖。階躍型光纖內(nèi)傳播的模式數(shù)量可簡(jiǎn)單表示為：（3）傳播損耗由于纖芯材料的吸收、散射以及光纖彎曲處的輻射損耗等影響，光信號(hào)在光纖的傳播不可避免地會(huì)有損耗。

第52頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日假設(shè)從纖芯左端輸入一個(gè)光脈沖，其峰值強(qiáng)度（光功率）為I0，傳播損耗后，光纖中任一點(diǎn)處的光強(qiáng)度為：（4）光纖類型按折射率變化分為階躍型和漸變型光纖；按傳輸模式分為單模和多模光纖。光纖傳感器就是將光纖自身作為敏感元件（也稱作測(cè)量臂），直接接收外界的被測(cè)量。被測(cè)量可引起光纖的長(zhǎng)度、折射率、直徑等方面的變化，從而使得在光纖內(nèi)傳輸?shù)墓獗徽{(diào)制。若將光看成簡(jiǎn)諧振動(dòng)的電磁波，則光可以被調(diào)制的參數(shù)有四個(gè)，即振幅（強(qiáng)度）、相位、波長(zhǎng)和偏振方向。第53頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光纖彎曲時(shí)，在纖芯中傳輸?shù)墓庥幸徊糠竹詈系桨鼘又?，原來光束以大于臨界角的角度在纖芯中傳播為全內(nèi)反射，但在彎曲處，光束以小于臨界角的角度入射到界面，部分光逸出，散射到包層。這種檢測(cè)原理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)力、位移和壓強(qiáng)等物理量的測(cè)量。第54頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日光纖式光電開關(guān)應(yīng)用：電路板標(biāo)志檢測(cè)標(biāo)志孔

當(dāng)光纖發(fā)出的光穿過標(biāo)志孔時(shí)，若無(wú)反射，說明電路板方向放置正確。

光纖耦合器傳輸光纖出射光纖第55頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日采用遮斷型光纖光電開關(guān)對(duì)IC芯片引腳進(jìn)行檢測(cè)第56頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日三、光電開關(guān)在自動(dòng)化線及安全裝置中作光控制和光探測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)限位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、料位檢測(cè)、越限安全報(bào)警等。從原理上講，光電開關(guān)及光電斷續(xù)器沒有太大的差別，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，而光電開關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米至幾十米。光電開關(guān)分為遮斷型和反射型。遮斷型的發(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時(shí)，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)。遮斷型的檢測(cè)距離一般可達(dá)十幾米，對(duì)所有能遮斷光線的物體均可檢測(cè)。第57頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2023/3/758

光電開關(guān)外形第58頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1、遮斷式光電開關(guān)原理ObjectReceiver

遮斷式光電開關(guān)由相互分離且相對(duì)安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測(cè)物體位于發(fā)射器和接受器之間時(shí)，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。被檢測(cè)物體光發(fā)射器光接收器第59頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2、反射型光電開關(guān)分為兩種情況：反射鏡反射型及被測(cè)物漫反射型（散射型）。反射鏡反射型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感；有的還采用偏光鏡，能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動(dòng)方向嚴(yán)格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。三角反射鏡集發(fā)射、接收器于一身第60頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日反射鏡反射型光電開關(guān)工作原理

反射鏡反射型集光發(fā)射器和光接受器于一體，與反射鏡相對(duì)安裝配合使用。反射鏡使用偏光三角棱鏡，能將發(fā)射器發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，只能接受反射鏡反射回來的偏振光。反射板反射鏡被測(cè)物體偏振光發(fā)射光第61頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日被測(cè)物漫反射型光電開關(guān)原理漫反射光線反射光線被檢測(cè)物體光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線

漫反射型集光發(fā)射器和光接受器于一體。當(dāng)被測(cè)物體經(jīng)過該光電開關(guān)時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)被測(cè)物體表面反射由接受器接受，于是產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。額定距離第62頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用第63頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日門窗防盜控制自動(dòng)扶梯自動(dòng)啟停對(duì)射式光電開關(guān)汽車通過檢測(cè)汽車噴涂控制第64頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鑒別不同高度物體高度判別缺件剔除料位控制對(duì)射式光電開關(guān)第65頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日斜度檢測(cè)擴(kuò)散反射式光電開關(guān)裂縫檢測(cè)鏡面反射式光電開關(guān)透明玻璃瓶檢測(cè)長(zhǎng)度控制第66頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日限距式光電開關(guān)產(chǎn)品計(jì)數(shù)液位檢測(cè)氣流量監(jiān)測(cè)檢測(cè)有無(wú)蓋第67頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日限距式光電開關(guān)料徑控制行程控制轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)超速或滯速判別第68頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期日四、光固態(tài)圖像傳感器光固態(tài)圖像傳感器由光敏元件陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件集合而成。它的核心是電荷轉(zhuǎn)移器件CTD(ChargeTransferDevice),最常用的是電荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)。CCD自1970年問世以后，由于它的低噪聲等特點(diǎn)，CCD圖象傳感器廣泛的被應(yīng)用在微光電視攝像、