有源傳感器ppt課件(2)-在線瀏覽
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【正文】 (5)缺點(diǎn)： 發(fā)光效率低， 發(fā)出短波光 (如藍(lán)紫色 )的材料極少 。 2） .砷化鎵 (GaAs)發(fā)光二極管 中心波長(zhǎng)為 ，帶寬為 。 6/2/2022 14 14 ?LED光譜曲線 6/2/2022 15 ： 光源發(fā)出的光應(yīng)在光電元件接收靈敏度最高的頻率范圍內(nèi)。 ： 一般要求時(shí)，可采用穩(wěn)壓電源供電；當(dāng)要求較高時(shí)，可采用穩(wěn)流電源供電；當(dāng)有更高要求時(shí)，可對(duì)發(fā)出光進(jìn)行采樣，然后反饋控制光源的輸出。把發(fā)出 可見光 為主的物體 叫作光源 ，而把發(fā)以 非可見光 為主的物體叫做 輻射源 。 6/2/2022 17 通常把光電效應(yīng)分為三類： 1） 電子逸出物體表面 ——外光電效應(yīng) ，相應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等。 3）物體 產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì) ——光生伏特效應(yīng)（屬于內(nèi)光電效應(yīng)） ，相應(yīng)的光電元件有光電池等。 圖中 A為光電管， B為電磁繼電器， C為照明電路，D為路燈。 6/2/2022 21 ?光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性 ?光電流 ： 不受光照射時(shí)的阻值稱 “ 暗電阻 ” ，或稱暗阻，此時(shí) 流過的電流稱 “ 暗電流 ” ； 受光照射時(shí)的阻值稱 “ 亮電阻 ” 或稱亮阻 ，此時(shí)的 電流稱 “ 亮電流 ” 。 希望 暗阻愈大愈好 ，而 亮阻越小越好 ，即光電流盡可能大，靈敏度就高。 思考：如何在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量暗阻和亮阻。 勒克斯（ lx）： 光照度單位。 白熾燈 ： 15（流明 /瓦） 白色 LED： 80200 日光燈 ： 50 節(jié)能燈 ： 6080 流明（ lm）： 光通量單位 ,是描述單位時(shí)間內(nèi)光源輻射產(chǎn)生視覺響應(yīng)強(qiáng)弱的能力。 ? 硫化鎘的峰值在可見光區(qū)域 ? 硫化鉛的峰值在紅外線區(qū)域 ? 在選用光敏電阻時(shí)應(yīng)當(dāng)把元件和光源結(jié)合起來考慮 6/2/2022 24 ?光譜溫度特性 光敏電阻 隨著溫度的升高，暗阻和靈敏度都下降 。 ? 相對(duì)靈敏度峰值隨溫度上升向短波方向移動(dòng) ? 為提高元件的靈敏度，或?yàn)槟芙邮苓h(yuǎn)紅外光而采取降溫措施 6/2/2022 25 ? 光敏電阻應(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 光敏電阻電路符號(hào) 6/2/2022 26 ?光敏電阻 CDS 系列 是種薄膜的電子元器件，阻值隨著光源強(qiáng)度而變化。 ?特點(diǎn)：環(huán)氧樹脂或金屬密封封裝 ；光譜特性好，可靠性好；靈敏度高，體積小。 ?實(shí)驗(yàn)用 CDS（硫化鎘）系列光敏電阻 6/2/2022 27 （ photoconductive diode） ：光電導(dǎo)效應(yīng) ?光敏二極管使用時(shí)要 反向接入電路中 ，即正極接電源負(fù)極，負(fù)極接電源正極。 6/2/2022 28 ?光敏二極管應(yīng)用電路 用光敏二極管設(shè)計(jì)的一種適合 TTL電平輸出的 光電開關(guān)電路 。 ?光照下，光敏二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，該電流信號(hào)被晶體三極管放大。 ?不受光 照射時(shí)，光敏三極管輸出 高電平 ； 受光照射時(shí)，光敏三極管輸出 低電平 6/2/2022 30 ?光敏三極管應(yīng)用電路 光控繼電器 : 自己思考 ! 光敏三極管電路符號(hào) 6/2/2022 31 （ photovoltaic cell ）：光生伏特效應(yīng) 在一塊 N型硅片 上用擴(kuò)散的辦法摻入一些 P型雜質(zhì) 而形成一個(gè) 大面積的 PN結(jié) 。 能使光線穿透到 PN結(jié)上。 ，適宜在 可見光波段 工作。 ? 首先把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 知識(shí)回顧 ? 光電傳感器的 物理基礎(chǔ) ？ ? 光電效應(yīng)的分類？ 重點(diǎn)！ ? 常用的 光電元件 ？ 重點(diǎn)！ 6/2/2022 36 依被測(cè)物、光源、光電元件三者之間的關(guān)系，可以將模擬式光電傳感器分為下述幾種類型 ? 輻射式 (radiation )： 光源本身是被測(cè)物 ，被測(cè)物發(fā)出的光投射到光電元件上，光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù)。 6/2/2022 37 ? 透射式 (transmission )： 恒光源發(fā)射的光通量穿過被測(cè)物 ，一部分由被測(cè)物吸收，剩余部分投射到光電元件上，吸收量決定于被測(cè)物的某些參數(shù)。 6/2/2022 39 ?投射式 (projektion ) ： 恒光源發(fā)出的光通量 在到達(dá)光電元件的途中遇到被測(cè)物， 照射到光電元件上的光通量被遮蔽掉一部分 ，光電元件的輸出反映了被測(cè)物的尺寸。 光電元件靈敏度要求高 ， 線性要求不高 。發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm左右。 ?最大輻射強(qiáng)度 在光軸的正前方，隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。 ? 電阻為上拉電阻。 ? 當(dāng) 光照強(qiáng)度發(fā)生變化 時(shí)，輸出電平的電壓大小也會(huì)發(fā)生變化?，F(xiàn)在大都采用成品的 一體化接收頭 。 主要參數(shù)： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 38kHz 峰值波長(zhǎng)： 980nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平： ≤ 輸出高電平：接近工作電壓 一體化紅外接收頭： 紅外線一體化接收頭 :集紅外 接收 、 放大 、 濾波 和 解調(diào)、輸出 等功能為一體的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。 HS0038 信號(hào)電平 數(shù)字輸出 ： ?當(dāng) 接收到 38kHz 紅外光時(shí)： OUT低電平輸出； ?當(dāng) 接收不到 38kHz 紅外光時(shí)： OUT高電平輸出。 ? 經(jīng)調(diào)制后， 輸出 一系列頻率為 38kHz的 脈沖串信號(hào)。 6/2/2022 48 載波信號(hào)： 頻率為 38kHz的脈沖信號(hào) 此為 調(diào)制信號(hào)。 此為 調(diào)制后輸出的信號(hào) ， 特點(diǎn)：脈沖串信號(hào)，每個(gè)脈沖串頻率為38kHz。 6/2/2022 50 2）接收端： ? 采用一體化紅外接收件， 僅接收 38kHz的紅
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