傳感器原理CCD攝像與光纖傳感器

傳感器原理CCD攝像與光纖傳感器傳感器原理CCD攝像與光纖傳感器二CCD圖像傳感器的應用ＣＣＤ在攝像機里是一個極其重要的部件，它起到將光線轉(zhuǎn)換成電信號的作用，類似于人的眼睛，因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。CCD的工作原理是被攝物體反射光線到CCD器件上，CCD根據(jù)光的強弱積聚相應的電荷，從而產(chǎn)生與光電荷量呈正比的弱電壓信號，經(jīng)過濾波、放大處理，通過驅(qū)動電路輸出一個能表示敏感物體光強弱的電信號或標準的視頻信號。二CCD圖像傳感器的應用ＣＣＤ在攝像機里是一個極其重CCD圖像傳感器具有高分辨率、高靈敏度較寬的動態(tài)范圍，所以CCD器件在攝像機、數(shù)碼相機、掃描儀、圖像傳感、尺寸測量及定位測控等領域得到非常廣泛的應用(如下圖)。CCD攝像傳感器件CCD陣列CCD圖像傳感器具有高分辨率、高靈敏度較寬的動態(tài)范圍CCD攝像頭CCD掃描儀

CCD數(shù)碼照相機CCD攝像機CCD攝像頭三圖像傳感器的應用1．CCD在汽車前照燈配光測試中的應用圖8-23CCD汽車前照燈配光測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖三圖像傳感器的應用1．CCD在汽車前照燈配光測試中的應2．CCD傳感器在光電精密測徑系統(tǒng)中的應用圖8-24光電精密測徑系統(tǒng)工作原理框圖2．CCD傳感器在光電精密測徑系統(tǒng)中的應用圖8-24光情境三光纖傳感器及應用光纖的完整名稱叫做“光導纖維”（OpticalFiber），由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構(gòu)成。石英玻璃纖維是用純石英經(jīng)特別的工藝拉成的細絲，其直徑比頭發(fā)絲還要細（50～100μm）。相對于金屬導線來說具有重量輕、線徑細的特點。用光纖傳輸電信號時，在發(fā)送端先要將其轉(zhuǎn)換成光信號，而在接收端又要由光檢測器還原成電信號。在目前來說，已經(jīng)實現(xiàn)一根光纖的傳輸速率在100Gb/s以上。而且這個速率還遠遠不是光纖的傳輸速率的極限。光纖傳感器(簡稱FOS)是20世紀70年代迅速發(fā)展起來的一種新型傳感器。它具有靈敏度高、抗電磁干擾、傳輸頻帶寬、耐腐蝕、耐高溫、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點，可廣泛用于位移、速度、加速度、壓力、溫度、液位、流量、水位、電流、磁場、放射性等物理量的測量。情境三光纖傳感器及應用光纖的完整名稱叫做“光導纖維一光纖的結(jié)構(gòu)及傳光原理一根光纖的結(jié)構(gòu)包括纖芯、包層和涂敷層。

纖芯和包層一般由某種類型的玻璃或塑料制成，纖芯的折射率n1略大于包層的折射率n2。纖芯的直徑一般約為5～100μm，光主要在纖芯中傳輸。包層外面涂有硅銅或丙烯酸鹽等涂料，構(gòu)成涂敷層，其作用是保護光纖不受外來損害，增加光纖的機械強度。光纖最外層包上一層不同顏色的塑料套管，一方面起保護作用，另一方面以不同顏色區(qū)分各根光纖。一光纖的結(jié)構(gòu)及傳光原理一根光纖的結(jié)構(gòu)包括纖芯、包層和涂圖8-25光纖的基本結(jié)構(gòu)

通常將許多單條光纖組成光纜，光纜中的光纖少則幾根，多則幾千根。光纜主要用于通信。圖8-25光纖的基本結(jié)構(gòu)通常將許多單條光

光線的傳輸是基于光的全反射。光纖到光的原理如下圖，由于纖芯的折射率n1>包層的折射率n2，當光線從空氣中以小于一定值的入射角射入纖芯后，光纖將在纖芯和包層的分界面處產(chǎn)生全反射，光線將在光線內(nèi)曲折的向前傳播，而不會從光纖內(nèi)折射出來。圖8-26光纖導光原理圖

光線的傳輸是基于光的全反射。光纖到光的原理如下圖光纖傳感器應用

簡單光纖開關(guān)、定位裝置，如圖所示。圖(a)：光纖計數(shù)；測位移（工件間隔均勻、已知）。圖(b)：測角為移；測轉(zhuǎn)速。圖(c)：工件加工定位裝置。圖(d)：光纖液位檢測、控制裝置。光纖傳感器應用簡單光纖開關(guān)、定位裝置，如圖所示。1．反射式位移傳感器的工作原理圖8-27反射式位移傳感器原理

圖8-28反射式光纖位移傳感器的輸出特性1．反射式位移傳感器的工作原理圖8-27反射式位移傳

其它光纖位移傳感器，如圖8-47所示。圖8-47光纖位移傳感器（a）檔光型；（b）楔合型其它光纖位移傳感器，如圖8-47所示。2．功能型光纖壓力傳感器

圖是一種功能型光纖壓力傳感器原理原理圖。

基本原理：利用光纖微彎損耗效應，可測壓力或位移。壓力（位移）光纖微彎傳輸光全反射條件受到一定破壞光傳輸損耗。圖功能型光纖壓力傳感器原理圖1-He-Ne激光光源；2-固定齒板；3-光電元件；4-活動齒板；5-單模光纖2．功能型光纖壓力傳感器圖功能型光纖壓力傳感器原理2．光纖壓力傳感器圖8-31光纖壓力傳感器原理圖2．光纖壓力傳感器圖8-31光纖壓力傳感器原理圖3光纖振動傳感器

輸出光纖輸入光支架懸臂光纖質(zhì)量塊阻尼油3光纖振動傳感器輸出光纖輸入光支架懸臂光纖質(zhì)量塊阻尼油

全內(nèi)反射光纖液面探測器，如圖所示，空氣耦合。

圖光纖液面探測器（a）圓錐體測頭；（b）U型測頭；（c）棱鏡測頭全內(nèi)反射光纖液面探測器，如圖所示，空氣耦合。圖光纖溫度傳感器

光型光纖溫度傳感器

圖為半導體吸光型光纖溫度傳感器示意圖。

測溫原理：半導體感溫元件的吸光性與溫度有關(guān)，從而達到檢測溫度的目的。半導體材料的光透過率與溫度的特性曲線如下圖右所示。半導體吸光型光纖溫度傳感器半導體的光透過率特性曲線（a）裝置簡圖；（b）感溫探頭

1-光源光譜分布；2-透過率曲線光纖溫度傳感器半導體吸光型光纖溫度傳感器Op