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现代传感器技术论文

现代传感器技术论文

现代传感器技术论文传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,下面是小编精心推荐的现代传感器技术论文,希望你能有所感触!现代传感器技术论文篇一无线传感器网络安全技术摘要:无线传感器网络作为一种相对较新的网络技术,能在许多方面发挥出自己的独特作用,但因为对技术基础的要求非常高,所以长期以来其应用领域一直被局限在军事上。

近些年来,随着技术的进步,这种网络技术的应用领域逐渐拓展,在多个民用领域也得到了一定的普及。

文章以无线传感器网络的概念特征和应用特征为基础,分析了该网络在安全技术方面的常见问题,并提出了目前主要的5种安全防护措施,希望有助于相关研究运用的进一步发展。

关键词:无线传感器网络;安全技术;技术应用无线传感器网络的民用化进程近些年来显著加快,其应用安全问题也越来越为人们所关注。

但从现状来看,相关安全技术的实际应用并不理想,以目前对无线传感器网络应用较多的医疗领域为例,网络滞涩现象非常严重,物理损坏率很高,实际运作的可用网络空间与节点往往不足50%,安全问题导致了应用能效的极大下降。

因此文章将针对这种特殊网络的常见安全技术问题加以分析并探析其安全技术的发展方向。

1无线传感器网络概述无线传感器网络是一种以大量的外部传感器作为末梢的分布传感网络,这些传感器可以以无线的方式进行外部通信。

由于网络灵活性非常高,而且三次元涵盖面极广,所以被认为在军事上有很大的发展潜力,近些年来更进一步进行了大量的民用应用研究。

但民间的技术力毕竟与军方有一定的差距,所以无线传感器网络在民用领域的应用推广面临了一系列的困难,安全技术问题正是其中一例。

2无线传感器网络在安全上的技术问题2.1安全机制缺失问题虽然无线传感器网络近些年的民用发展很快,但从总体水平来看仍远不及普通网络,在诸多方面都存在着一定的局限性,比如后文将要说明的节点能量、通信稳定性等。

在这种情况下,很难系统性地构建完整的安全防护机制,因此目前的安全措施大多是分散的、阶段性的,只针对无线传感器网络中的个别节点,所以不仅漏洞很多,而且有效性也难以保障,安全隐患扩散的几率相当高。

传感器毕业论文

传感器毕业论文

湖南生物机电职业技术学院毕业设计(论文)题目:传感器的应用非电量测量专业:机电一体化班级:姓名:指导教师:年月日本论文主要介绍传感器基本知识、电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器的原理和应用,其中磁电式传感器重点介绍霍尔元件。

The present paper mainly introduced the sensor elementary knowledge, the resistance should the variant sensor, the inductance type sensor, the electric capacity type sensor, the electromagnetic sensor principle and the application, in which electromagnetic type sensor introduce the Hall part with emphasis.第一章传感器的基本知识1.1传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

1.2 传感器的分类传感器常用的有如下三种:(1)按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器(2)按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。

(3)按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和"0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

温度传感器论文 (2)

温度传感器论文 (2)

温度传感器论文摘要本论文研究了温度传感器在工业自动化领域中的应用。

首先介绍了温度传感器的原理和分类。

然后详细讨论了温度传感器在自动化控制系统中的作用。

接着探讨了温度传感器的性能指标以及影响温度传感器精度的因素。

最后,通过实验验证了温度传感器的可靠性和精度。

引言温度是一个重要的物理量,在工业生产和实验研究中具有广泛的应用。

温度传感器作为测量温度的主要工具,其在工业自动化领域中起到了至关重要的作用。

本论文旨在研究温度传感器的原理和应用,以及其在自动化控制系统中的作用。

温度传感器的原理和分类温度传感器是一种能够将物理量(温度)转换成电信号的装置。

根据原理的不同,温度传感器可以分为电阻式温度传感器、热电偶和热敏电阻等多种类型。

电阻式温度传感器电阻式温度传感器是利用材料的温度对电阻值产生影响的原理来测量温度的。

常见的电阻式温度传感器有铂电阻温度传感器(PT100)、铜电阻温度传感器(CT100)等。

其中,PT100是一种常用的高精度温度传感器,广泛应用于温度测量领域。

热电偶热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的。

它由两段不同金属的导线组成,两段导线的接触处称为冷端,另一端则称为热端。

当热电偶的热端与被测温度相接触时,产生的温差会在电压表上显示出热电动势,进而推算出温度。

热敏电阻热敏电阻是指在不同温度下电阻值发生变化的电阻。

常见的热敏电阻有二极管热敏电阻和热敏电阻。

热敏电阻的工作原理是基于半导体材料的特性,通过测量电阻值来间接反映温度。

温度传感器在自动化控制系统中的作用温度传感器在自动化控制系统中扮演着非常重要的角色。

它可以实时感知环境温度,并将温度信号转换为电信号输送给控制器。

控制器根据温度传感器的反馈信号来调整系统的工作状态,以达到设定温度的目标。

温度传感器的准确性和稳定性对系统的控制精度至关重要,因此选择合适的温度传感器对系统性能至关重要。

温度传感器的性能指标精度精度是指温度传感器输出值与真实温度之间的误差。

传感器的基本原理及应用领域论文

传感器的基本原理及应用领域论文

传感器的基本原理及应用领域一、传感器的基本原理传感器是一种能够感知和测量某种物理量并将其转化为可用信号的设备。

传感器的工作原理通常基于不同的物理现象,如电磁感应、压力变化、声波传播等。

以下是几种常见的传感器工作原理:1. 光电传感器光电传感器利用物体对光的反射、散射或吸收的变化来检测物体的存在、位置或其他属性。

光电传感器包括光敏电阻、光电二极管和光电晶体管等。

它们通过光敏元件的电阻、电流或电压的变化来感知光的强度或改变。

2. 温度传感器温度传感器是测量物体的温度变化的设备。

常用的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。

热电偶通过两个不同金属的焊接点之间产生的温差来测量温度变化。

热电阻则是通过材料的电阻随温度变化而产生的变化来测量温度。

半导体温度传感器利用半导体材料的电阻随温度的变化来测量温度。

3. 压力传感器压力传感器是测量物体受力或气体液体压力的设备。

它们根据物体受力或压力改变导致的变形或变量来测量压力。

常见的压力传感器有电阻式、电容式和压阻式传感器。

电阻式传感器是将变形或变量转化为电阻改变来测量压力。

电容式传感器则是将变形或变量转化为电容改变来测量压力。

压阻式传感器则是测量物体受力产生的压阻值来获得压力信息。

二、传感器的应用领域传感器在各个领域都有广泛的应用,以下列举了几个常见的应用领域:1. 工业自动化传感器在工业自动化中发挥着关键作用。

例如,温度传感器可以用于监测和控制工业过程中的温度变化。

压力传感器可以用于监测液体或气体管道中的压力变化。

光电传感器可以用于检测物体的存在和位置,实现自动化的装配和分拣。

2. 医疗健康传感器在医疗健康领域的应用越来越广泛。

例如,心率传感器可以测量人体的心跳情况,用于心率监测和心脏疾病检测。

血压传感器可以测量人体的血压水平,用于高血压和低血压的监测和治疗。

体温传感器可以测量人体的体温,用于发热疾病的检测和监测。

3. 环境监测传感器在环境监测中发挥着重要作用。

传感器原理及应用结课论文

传感器原理及应用结课论文

传感器原理及应用结课论文第一篇:传感器原理及应用结课论文《传感器原理及应用》结课论文学院: 专业: 姓名: 学号: 指导教师:1.传感器的地位和作用传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

它是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

在生活中人的五官分别产生视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉,但是在研究自然界的现象和规律及生产活动中,人的五官运动不够,这就需要传感器来检测人们的器官所不能感知的现象。

人们把与人的“五官”相似的部分称为“电五官”。

现代科学技术使人类社会进入了信息时代,来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。

如图1-1所示,人们把电子计算机比作人的大脑,把传感器比作人的五种感觉器官,执行器比作人的四肢。

尽管传感器与人的感觉器官相比还有许多不完善的地方,但传感器在诸如高温、高湿、深井、高空等环境及高精度、高可靠性、远距离、超细微等方面所表现出来的能力是人的感官所不能代替的。

传感器的作用包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的采集三大内容1.1传感器的应用有以下几个方面1)传感器在工业检测和自动控制系统中的应用在石油、化工、电力、钢铁、机械等工业生产中需要及时检测各种工艺参数的信息,通过电子计算机或控制器对生产过程进行自动化控制,如下图所示,传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。

2)传感器在汽车中的应用目前,传感器在汽车上不只限于测量行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以及燃料剩余量等有关参数,而且在一些新设施中,如汽车安全气囊、防滑控制等系统,防盗、防抱死、排气循环、电子变速控制、电子燃料喷射等装置以及汽车“黑匣子”等都安装了相应的传感器。

传感器的原理及其应用论文

传感器的原理及其应用论文

传感器的原理及其应用论文摘要本论文主要介绍了传感器的原理及其在各个领域中的应用。

首先,论文阐述了传感器的定义和基本原理。

接着,详细讨论了各种类型传感器的工作原理,包括光学传感器、压力传感器、温度传感器等。

随后,论文探讨了传感器在环境监测、医疗领域、智能交通系统、工业生产等领域的应用案例。

最后,论文总结了传感器的发展趋势和未来的研究方向。

1. 引言传感器是一种能够感知环境中各种物理量并将其转化为可用信号的设备。

它是现代科技中不可或缺的一部分,广泛应用于各个领域。

本章将介绍传感器的基本概念,以及其在不同领域中的重要性和应用前景。

2. 传感器的定义和基本原理2.1 定义传感器是一种能够感知并感知环境中某种物理量,并将其转化为可以用来测量、监测或控制的其他形式的信号的设备。

2.2 基本原理传感器的基本原理是通过感受外部物理量的变化,并将其转化为可测量的电信号或其他形式的输出信号。

传感器通常包括感受部件、转换部件、输出部件和电路部分。

3. 传感器类型及其工作原理3.1 光学传感器光学传感器是一种利用光学原理检测并测量环境物理量的传感器。

它通过感受环境中光线的变化来判断目标物体的位置、颜色、形状等特征。

光学传感器工作原理可分为透射式光电传感器、反射式光电传感器和光纤传感器等。

3.2 压力传感器压力传感器是用于测量系统中气体或液体压力的传感器。

它通过感受被测介质对传感器施加的力来转化为电信号输出。

按其测量原理可分为机械式压力传感器、电阻式压力传感器和微电子压力传感器等。

3.3 温度传感器温度传感器是用于测量环境中温度变化的传感器。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器等。

这些传感器通过测量物体的温度并将其转化为电流或电压信号来实现温度测量。

4. 传感器的应用案例4.1 环境监测传感器在环境监测中起着重要的作用。

例如,大气压力传感器可以用于气象学研究和天气预报,土壤温湿度传感器可以用于农业生产监测,水质传感器可以用于水环境监测等。

传感器的主要工作原理及应用论文

传感器的主要工作原理及应用论文

传感器的主要工作原理及应用论文1. 引言在现代科技的发展中,传感器起着非常重要的作用。

传感器是一种能够将物理量或化学量转化为电信号的装置,用于监测和测量各种物理和化学现象。

本文将介绍传感器的主要工作原理以及一些常见的应用。

2. 传感器的工作原理传感器的工作原理主要分为以下几个方面:2.1 电阻式传感器•电阻式传感器根据物理量的变化改变其电阻值,从而实现对物理量的测量。

•常见的电阻式传感器包括温度传感器、压力传感器以及湿度传感器等。

•电阻式传感器的原理是根据被测物理量对传感器内电阻的影响,从而改变电阻值。

2.2 光电传感器•光电传感器是利用光电效应将光信号转化为电信号的装置。

•光电传感器常用于测量光强、距离以及颜色等参数。

•光电传感器的工作原理是通过光源发出光,被测物体对光的反射或吸收产生光电效应。

2.3 压电传感器•压电传感器是利用压电效应将机械形变转化为电信号的装置。

•压电传感器常用于测量压力、力量和加速度等参数。

•压电传感器的原理是在压力或力作用下,压电材料会产生电荷积累,从而产生电信号。

2.4 磁电传感器•磁电传感器是利用磁电效应将磁场变化转化为电信号的装置。

•磁电传感器常用于测量磁场强度、位置以及速度等参数。

•磁电传感器的工作原理是通过磁场的变化引起传感器内的磁电效应,从而产生电信号。

3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用,下面列举了一些常见的应用场景:3.1 工业制造•传感器在工业制造中起着至关重要的作用,如温度传感器用于控制和监测工厂内的温度,湿度传感器用于测量空气湿度,以及压力传感器用于监测设备的运行状态等。

3.2 智能家居•在智能家居领域,传感器被广泛应用。

例如,温度传感器用于控制室内温度,光传感器用于控制室内照明,以及门窗传感器用于监测门窗的开关状态等。

3.3 医疗领域•在医疗领域,传感器的应用非常广泛。

例如,心电传感器用于监测心脏的电活动,血压传感器用于测量血压,以及血糖传感器用于监测血糖水平等。

传感器技术论文范文

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传感器技术论文范文传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。

这是店铺为大家整理的传感器技术论文范文,仅供参考!传感器技术论文范文篇一传感器及其概述摘要传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。

目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。

【关键词】传感器种类新型1 前言传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。

人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。

因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。

通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。

2 传感器的分类按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。

3 常见传感器介绍3.1 电阻应变式传感器电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。

应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。

敏感元件也叫敏感栅。

其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。

在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。

电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。

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传感器关键字:光电效应 光电元件 光电特性 传感器分类 传感器应用 摘要: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,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。

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,使得光电传感器的应用与日俱增。

这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。

正文:一、理论基础——光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。

光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数,h =6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。

假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。

根据能量守恒定律:式中,m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。

由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。

由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。

相应的波长为 式中,c 为光速,A 为逸出功。

当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应。

它属于内光电效应。

当光照在半导体上是,若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度,则电子从价带跃迁到导带,形成电子,同时,价带留下相应的空穴。

电子、空穴仍留在半导体内,并参与导电在外电场作用下形成的电流。

除金属外,多数绝缘体和半导体都有光电效应,半导体尤为显著,根据光导效应制造的光电元件有固有入射光频率,当光照在光电阻上,其导电性增强,电阻值下降。

光强度愈强,其阻值愈小,若停止光照,其阻值恢复到原阻值。

半导体受光照射产生电动势的现象称为光生伏特效应,据此效应制造的光电器件有光电池,光电二极管,管控晶闸管和光耦合器等。

二、光电元件及特性A -h m 212νν=A hc K =λ根据外光电元件制造的光电元件有光电子,充气光电管和光电倍曾管。

1.光电管 光电管的种类繁多,典型的产品有真空光电管和充气光电管,光它的外形和结构如图1所示,半圆筒形金属片制成的阴极K 和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A 封装在抽成真空的玻壳内,当入射光照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使自由电子的能量增加h 。

当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A 时,它就可以克服金属表面束缚而逸出,形成电子发射。

这种电子称为光电子,光电子逸出金属表面后的初始动能为2)21(mv光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图2所示。

在人射光频率大于“红限”的前提下,从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引,在光电管内形成空间电子流,称为光电流。

此时若光强增大,轰击阴极的光子数增多,单位时间内发射的光电子数也就增多,光电流变大。

在图2所示的电路中,电流和电阻只上的电压降就和光强成函数关系,从而实现光电转换。

当光线照射到光电阴极K 上时,电子从阴极表面逸出,并被光电阳极的正电厂吸收,外电路产生电流I ,在负载电阻 L R 上的电压0U 光电管的光电特性如图3 所示,从图中可知,在光通量不太大时,光电特性基本是一条直线。

2.光电倍曾管 由于真空光电管的灵敏度低,因此人们研制了具有放大光电流能力的光电倍增管。

图4是光电倍增管结构示意图。

从图中可以看到光电倍增管也有一个阴极K 和一个阳极A ,与光电管不同的是在它的阴极和阳极间设置了若干个二次发射电极,D1、D2、D3…它们称为第一倍增电极、第二倍增电极、…,倍增电极通常为10~15级。

光电倍增管工作时,相邻电极之间保持一定电位差,其中阴极电位最低,各倍增电极电位逐级升高,阳极电位最高。

当入射光照射阴极K 时,从阴极逸出的光电子被第一倍增电极D1加速,以高速轰击D1 ,引起二次电子发射,一个入射的光电子可以产生多个二次电子, D1发射出的二次电子又被D1、D2问的电场加速,射向D2并再次产生二次电子发射……,这样逐级产生的二次电子发射,使电子数量迅速增加,这图1光电光结构示意图图2光电管测量电路 图3光电管的光电特性 图4光电倍增结构示意图些电子最后到达阳极,形成较大的阳极电流。

若倍增电极有n 级,各级的倍增率为σ ,则光电倍增管的倍增率可以认为是σN ,因此,光电倍增管有极高的灵敏度。

在输出电流小于1mA 的情况下,它的光电特性在很宽的范围内具有良好的线性关系。

光电倍增管的这个特点,使它多用于微光测量。

3、光敏电阻 光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。

在半导体光敏材料的两端装上电极引线,将其封在带有透明窗的管壳里就构成了光敏电阻。

光敏电阻的特性和参数如下:1)暗电阻 光敏电阻置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为暗电阻,此时流过电阻的电流称为暗电流。

2)亮电阻 光敏电阻置于室温和一定光照条件下测得稳定电阻值称为亮电阻,此时流过电阻的电流称为亮电流。

4、伏安特性 光敏电阻两端所加的电压和流过光敏电阻的电流间的关系称为伏安特性,如图5所示。

从图中可知,伏安特性近似直线,但使用时应限制光敏电阻两端的电压,以免超过虚线所示的功耗区。

图5光敏电阻的伏安特性5、光电特性 光敏电阻两极间电压固定不变时,光照度与亮电流间的关系称为光电特性。

光敏电阻的光电特性呈非线性,这是光敏电阻的主要缺点之一。

6、光谱特性 入射光波长不同时,光敏电阻的灵敏度也不同。

入射光波长与光敏器件相对灵敏度间的关系称为光谱特性。

使用时可根据被测光的波长范围,选择不同材料的光敏电阻。

7、响应时间 光敏电阻受光照后,光电流需要经过一段时间(上升时间)才能达到其稳定值。

同样,在停止光照后,光电流也需要经过一段时间(下降时间)才能恢复到其暗电流值,这就是光敏电阻的时延特性。

光敏电阻上升响应时间和下降响应时间约为10-1~10-3s ,即频率响应为10Hz ~1000Hz ,可见光敏电阻不能用在要求快速响应的场合,这是光敏电阻的一个主要缺点。

8、温度特性 光敏电阻受温度影响甚大,温度上升,暗电流增大,灵敏度下降,这也是光敏电阻的另一缺点。

9、频率特性 频率特性是指外加电压和入射光强一定是,光电流I 与入射光的调制频率f 之间的关系,)(f κ=I ,光电二极管的频率特性较光电三极管的频率特性好,这是由于光电三极管的基射结存在电容和载流子基区需要时间的缘故。

利用内光电效率原理制造的光电元件的频率特性最差,这是由于俘获载流子和释放电荷都需要一定时间的缘故。

三、光电传感器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,它的基本结构如图6,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.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,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛.光电传感器一般由三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路,如图7所示,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)、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。

图7光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系,来达到测量目的的,因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色,光电传感器的电源要是一个恒光源,电源稳定性的设计至关重要,电源的稳定性直接影响到测量的准确性,常用光源有以下几种:1、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。

它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点,并能和集成电路相匹配。

因此,广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。

2、丝灯泡这是一种最常用的光源,它具有丰富的红外线。

如果选用的光电元件对红外光敏感,构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除,而仅用它的红外线做光源,这样,可有效防止其他光线的干扰。

3、激光激光与普通光线相比具有能量高度集中,方向性好,频率单纯、相干性好等优点,是很理想的光源。

由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时,还必须配备适当的测量电路。

测量电路能够把光电效应造成的光电元件电性能的变化转换成所需要的电压或电流。

不同的光电元件,所要求的测量电路也不相同。

下面介绍几种半导体光电元件常用的测量电路。

半导体光敏电阻可以通过较大的电流,所以在一般情况下,无需配备放大器。

在要求较大的输出功率时,可用图8所示的电路。

图9(a)给出带有温度补偿的光敏二极管桥式测量电路。

当入射光强度缓慢变化时,光敏二极管的反向电阻也是缓慢变化的,温度的变化将造成电桥输出电压的漂移,必须进行补偿。

图中一个光敏二极管做为检测元件,另一个装在暗盒里,置于相邻桥臂中,温度的变化对两只光敏二极管的影响相同,因此,可消除桥路输出随温度的漂移。

光敏三极管在低照度入射光下工作时,或者希望得到较大的输出功率时,也可以配以放大电路,如图9所示。

由于光敏电池即使在强光照射下,最大输出电压也仅0.6V,还不能使下一级晶体管有较大的电流输出,故必须加正向偏压,如图9(a)所示。

为了减小晶体管基极电路阻抗变化,尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压,可在光电池两端并联一个电阻。

或者象图9(b)所示的那样利用锗二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加,使硅管e、b极间电压大于0.7V,而导通工作。

这种情况下也可以使用硅光电池组,如图10(c)所示。

半导体光电元件的光电转换电路也可以使用集成运算放大器。

硅光敏二极管通过集成运放可得到较大输出幅度,如图11(a)所示。

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