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1、光电传感器的现状及发展与应用学院：* 学院专业班级：姓名：学号：201*8201*年 4 月 15 日摘要时代在进步，社会在发展，光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部 分，近年来光电传感器的发展也十分迅速，现在，本文将介绍光电传感器的基 础知识和它的现状、发展还有应用。关键字： 光电传感器 知识 发展 应用 引言在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人 们在日常生活，生产过程中，十分依靠光电子器件。由于微电子技术，光电半 导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的技术不断取 得突破, 应用也越来越广泛。、光电传感器的基础知识1、光电传感器的含义 光电传
2、感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变 化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光 电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。2、结构3、概述 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信 号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。 光电检测方法具有 精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式 灵活多样，因此 , 光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。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 光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来 检
3、测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、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。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获 得 广 泛 应 用 。 近 年 来， 新 的光 电 器 件不 断 涌 现 ， 特 别 是 CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。4、光电传感器的工作原理光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光 电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电 路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极 管（LED
4、）、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽 度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有 光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该 信号。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构 牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反 射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴 0 到 25 的范围改变发射角，使光 束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。5、光电传感器的分类和工作方式光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管（ LED）、光 电倍增管、光电
5、池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所 制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件（光学测控系统）输出量性 质，光电式传感器可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感 器；模拟式光电传感器按被测量（检测目标物体）方法又可分为透射（吸收） 式、漫反射式、遮光式（光束阻挡）三大类 。、光电传感器的现状及应用1、发展及现状1839 年 A.E. 贝可勒尔发现当光线落在浸没于电介液中的两个金属电极 上，它们之间就产生电势，后来称这种现象为光生伏特效应2 。 1873 年 W.史密斯和 Ch.梅伊发现硒的光电导效应 2 。1887 年 H.R. 赫兹发现外光电效 应 2 。基于
6、外光电效应的光电管和光电倍增管属真空电子管或离子管器件， 曾在 50 60 年代广泛应用，直到目前仍在某些场合继续使用。光电传感器 （光电开关 ）市场在过去的三年里经历了犹如过山车般的跌宕起 伏。如今该市场回到了类似之前平稳的发展状态。虽然光电传感器市场极其依 赖的投资环境近来已经变得愈发恶劣，但 ARC依然对该市场在未来几年的发展 持乐观态度。2、应用实例、条形码扫描笔 当扫描笔头在条形码上移动 时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三 极管接收不到反射光，呈高阻抗， 处于截止状态。当遇到 白色间隔 时，发光二极管所发出的光线， 被反射到光敏三极管的基极，光敏 三极管产生光电
7、流而导通。 整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变 形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整 形后便形成脉冲列，再经计算机 处理，完成对条形码信息的识别。、测量工件表面的缺陷 用光电传感器测量工件表面缺陷的工作原理如图 1 所 示，激光管 1 发出的光束经过透镜 2 和 3 变为平行光束， 再由透镜 4 把平行光束聚焦在工件 7 的表面上，形成宽约 0.1mm 的细长光带。光栏 5 用于控制光通量。如果工件表 面有缺陷 （ 粗糙、裂纹等 ） ，则会引起光束偏转或散射， 这些光被硅光电池 6 接收，即可转换成电信号输出。 、产品计数器产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光敏器件 间的光路，使
8、光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电脉 冲电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目。该脉冲 经 计数电路计数并由显示电路显示出来。、光电式烟雾报警器没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信 号，没有输出 ; 有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接 受到光线，有信号输出，发出报警。、测量转速在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，当电动机转动时，反射光与不反 射光交替出现，光电元件 1 相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信 号，再经放大器及整形电路 2 放大整形输出 方波信号，最后由电子数字显示器 输出电机的转速。三
9、、光电传感器的新发展1、用于目标跟踪和坐标定位 256 光电管阵列四象限 CMOS光电传感器2、光敏象限阵列与磁敏线阵列兼容 CMOS数模混合传感器集成电路3、光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用4、应用光电二极管阵列的 SPR生物传感器微弱信号检测四、结束语总之，近年来光电传感器的发展越来越迅速，它的种类、性能都在变多变 好；光电传感器的研究及产品的开发应用在国内外相关领域内受到了极大关注 和重视。有理由相信：当光电传感器技术产生较快的发展时，必将为信息技术 领域及其他技术领域的新发展、新进步带来新的动力与活力 。参考文献【 1】 光电传感器的工作原理 【2】光电传感器技术的新发展及应用谢望，天津工业大学机电学院 【 3】 光电传感器应用领域介绍 中国移动物联网【 4】光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用 维普期刊资源【 5】传感器原理及工程应用常健 程继红 西安电子科技大学出版社如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！