光电传感器与光栅传感器ppt课件.pptx

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1、光电传感器与光栅传感器微机接口与控制专题汇报人：***学号：*****导师：******2017年12月01光电传感器的概述02光电传感器的应用03光栅传感器的简介04光栅传感器的应用目录01工作原理31分类4概述2光电传感器的概述定义分类工作原理概述定义光电传感器是一种将被测量通过光量的变化再转换成电量的传感器，一般由光源、光学通路和光电元件3个部分组成。分类工作原理概述定义光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如

2、零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电传感器具有非接触、响应快、高分辨率、性能可靠等特点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和应用，使得光电传感器在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。分类工作原理概述定义光源发出一定的光，由光电元件接收，在检测时，通过光通量的变化，使接收的光电元件上接收到的光通量也有变化，输出时也有相应的变化，最后通过电量来表达被测量的大小。光源光电元件发光量收光量感应物体分类工作原理概述定义光源：半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红

3、外发射二极管等分类工作原理概述定义光学元件与光路光电传感器中使用的光学元件通常包括各种反射镜和透镜等，光学示意图分别如下：空气镜子折射光线从一个介质射到另一个介质里的时候，光线的方向也会发生相应的变化平行光点光源焦点(F)平行光焦点(F)凸透镜有聚光的作用一组平行光射向凸透镜以后，经过折射，会聚在凸透镜另一侧的焦点上。在凸透镜一侧的焦点上放上一个点光源，经过折射，变成一组平行的光发散出去。分类工作原理概述定义空气镜子光射向镜面的时候，会以与入射角度相同的出射角反射向另一侧。空气玻璃入射角当光线从折射率高的介质射向折射率低的介质时，如果光线的入射角

4、大于该介质的临界入射角时，光线将无法通过该介质折射向另一介质，而是直接镜反射向另一方向。光导纤维中光线的移动路线纤心包层纤心的折射率比包层的折射率大，如果入射角度足够的时候，所有的光就可以全部被反射回来了反射分类工作原理概述定义光电元件：光电传感器中把光能转变成电能的一种器件，通常有光敏电阻、光电池等。以光敏电阻为例进行说明：－光敏电阻的定义：具有光敏效应的材料叫光敏电阻。(光敏效应是指由于光线照射强弱而导致半导体电阻值变化的现象)－光敏电阻的基本特性－光电流：亮电流和暗电流的差值叫光电流。光敏电阻不受光的时候的电阻叫暗电阻，此时通过的电流叫暗电

5、流；光敏电阻在受光的时候的电阻叫亮电阻，此时通过的电流叫亮电流；－伏安特性：光敏电阻上的电压越大，光电流越大；－光照特性：光照越强，光电流越大；－光谱、频率、光谱温度特性：全部与本身的材料有关分类工作原理概述定义光电传感器的工作基础是光电效应光电效应按其作用原理可分为外光电效应和内光电效应。在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电器件由光电管、光电倍增管等。分类工作原理概述定义受光照的物体导电率发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。内光电效应又可分为以下两大类。1）光电导效应。在光线作用下

6、，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电阻率变化，这种效应称为光电导效应。基于这种效应的器件有光敏电阻等。2）光生伏特效应。在光线作用下能够使物体产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应。基于该效应的器件有光电池和光敏晶体管等。分类工作原理概述定义按照光电元件输出信号的形式可分为模拟式和脉冲式。（一）模拟式光电传感器被测量使得光通亮连续变化，输出光电流也连续变化。包含以下四种形式：分类工作原理概述定义1、光源本身就是被测物，被测物发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数。如：光电比色温度计、光照度计等被测物光

7、电元件分类工作原理概述定义被测物光电元件恒光源2、恒定光源发射的光通量穿过被测物，一部分由被测物吸收，剩余部分投射光电元件上，吸收量决定了被测物的某些参数。如：测液体透明度、烟尘浓度等分类工作原理概述定义被测物光电元件恒光源3、恒定光源发出的光通量投射到被测物上，然后从被测物表面反射到光电元件上，光电元件的输出反映了被测物的某些参数。如：测纸张白度、零件表面粗糙度、光电转速表等分类工作原理概述定义4、恒定光源发出的光通量经过被测物遮挡一部分后照射到光电元件上。如：测元件尺寸、运动状态等被测物光电元件恒光源分类工作原理概述定义（二）脉冲式光电传感器

8、脉冲式光电传感器中，光电元件接受的光信号是断续变化的，因此光电元件处于开关工作状态，它输出的光电流通常是只有两种稳定状态的脉冲形式的信号