《纺织常用传感器》PPT课件

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1、纺织生产微机控制纺服学院数字纺织教研室2006/1/311第二章常用传感器实用技术第一节传感器的基本要求1、准确性（精确度）：输出信号应准确地反映被测量的变化，输出与输入之间是单值函数关系。多次测量时重现性好。2、稳定性：在规定条件下，传感器输入/输出的单值函数关系不随时间和温度的变化而变化，以及抗外界干扰的能力强。3、灵敏性：2对微小的输入量的变化，即有一定的输出量的变化。检测时反映敏感，变化响应快。灵敏度：输出变化量与相应输入量的比值。K=输出变化量/输入变化量4、线性度：输出/输入之间所呈

2、现的线性关系。指标，非线性误差VL:VL=±(△YLmax/Ym)*100%;VL-非线性误差；△YLmax-最大非线性绝对误差；Ym-满量程输出值。X10Y1△YLmax实测曲线理论曲线3还有一些指标，诸如迟滞、过载能力、漂移、零点漂移等（暂不作讨论）。第二节光电传感器感知光信号并能把光信号转换为电信号的器件。1、光敏电阻：1）工作原理：+-I+-I—+空穴电子光敏电阻I光照4+-I空穴电子光敏电阻光敏电阻的材质为半导体材料（硫化镉Cds、硫化铅Pbs、硒化铅PbSe），其内部有大量的电子与空

3、穴。电子带负电荷，空穴带正电荷。平时二者在结构上处于复合平衡状态，对外不呈电。（1）依上连接成电路，当无光照时，光敏电阻内部的电子、空穴保持复合稳定状态，电阻无穷大，电路中无电流流动。5（2）当有光照时，材质受光照激发，电子、空穴获得能量，开始活跃起来。在电场力的作用下，形成电子-空穴对。电源负极的电子源源不断地和材质中的空穴中+-I—+I光照和，而材质中积聚的电子流向电源的正极，在电路回路中形成流动的电流。光照-电流，即R。形成光敏效应，光敏电阻的名称由此而来。电子移动方向电流流动方向62）光

4、敏电阻的几个主要特性a、电压/电流特性：在恒定光照条件下，光敏电阻二端所加电压和电流之间的关系特性（曲线）。以硫化镉为例：mAV204060802015105功耗线500mw1000Lx100Lx10Lx（a）当光照不变时，二端电压增大，光电流增大。（b）当二端电压不变时，光照增大，光电流增大。（c）同普通电阻一样，光敏电阻也有最大额定功率，超过额定功率，器件将损坏。7b、光谱特性：预备知识：光是一种振动波，光波振动一次所经过的路程称波长。单位为µm。其中：0.4~0.7µm为可见光；>0.7µ

5、m为红外光；<0.4µm为紫外光。光谱特性：光敏器件对不同波长光谱响应的敏感程度。1.00.60.20.51.01.52.02.5波长电流硫化镉硫化铅硫化镉的峰值波长约0.7µm硫化铅的峰值波长约2.3µm结论：为获得尽可能大的输出电流，要考虑光源的光谱波长特征。即某种光敏器件采用某种波长的光源，以获取最佳输出效果。8c、光照特性：光敏器件外加电压不变，输出电流与光照之间的关系。0.10.2LX10050uA理想状态下应为一条直线，即具有线性关系，但实际上是非线性的，属非线性检测器件。为此主要用

6、作二值传感器（开关量检测：0、1。即有光照、无光照判断）。当然，在LX变化较小的区域内作检测，可视为线性器件。93）光敏电阻型号举例：生产单位：北京554信箱第718厂北京华北第二无线电器材厂104）应用举例：在某流水线上，使用光敏电阻传感器对加工工件的数量进行检测。电路如下图：计数器Vss+VDDR1R2光R3VaVb工件光源1、有光照：R2光VaT截止Vb=0（0V）2、无光照：R2光VaT导通Vb=1（）+VDDVbT工件1工件2传送带112、光敏晶体管（光敏管）：以光敏三极管为例；1）结

7、构：与普通晶体三极管相似，有PNP与NPN型二种。但在管壳顶上有一天窗，允许光线射入。工程中常用的是NPN硅晶体管。bceNPNec3DU51物理结构上，只引出c极和e极，b基极不引出（开路）基极发射极集电极光线122）工作原理：ce+-RIce+-RI无光照有光照A、平时无光照时，光敏三极管处于截止状态，（相当于开关断开），电路回路中无电流流动。B、有光照时，光敏三极管导通，形成光电流，电路回路中有电流流动，且电流被放大B倍（B为三极管的电流放大系数）。133）光敏三极管基本光学特性：a、光谱

8、特性：光敏器件对不同波长光谱响应的敏感程度。具备地说：指外加电压与光照强度不变时，输出电流与入射光波波长之间关系。0.60.40.20.40.81.21.6波长电流0.8硅硅光敏三极管的光谱响应波长为0.4~1.3µm。硅光敏三极管的峰值波长为0.8~0.9µm。提示：为提高光电传感器的灵敏度与工作效率，对光敏管应采用相应的光波波长的光源。14b、光照特性：光敏三极管外加电压不变，输出电流与光照之间的关系。5001000LX21mA344）典型光敏晶体管型号：上表参数测试条件：光照度：1000L