传感技术与应用论文
光电传感技术论文热释电探测器及其应用
光电传感技术论文热释电探测器及其应用This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.光电传感技术热释电探测器及其应用院系电子工程学院光电子技术系班级光信息0802姓名 xxxx学号 xxxxx班内序号08考核成绩摘要论述了热释电电探测器的结构及工作原理。
推导出热释电电流，电流响应率，电压响应率的解析表达式，介绍了热点是探测器的红外探测，图像装置及其他应用，推导了热点是探测器在线开关和离走开关的工作原理、电路设计及应用。
对热释电材料进行了分类，对热释电材料、热释电传感器、热释电探测器的性能作了介绍。
关键词热释电探测器、在线开关、离走开关、热释电材料。
热释电探测器是本世纪70年代迅速发展起来的新型探测器，这种探测器具有室温工作、不需制冷、光谱响应无波长选择性、探测度高等特点，现已广泛应用于入侵报警、火灾报警、气体分析、自动门风诸多领域。
1. 热释电传感器热释电探测器的结构由热释电晶体、电极、吸收层、底衬、FET和负载电阻组成．吸收层上方的硅窗口材料只允许特定波段的红外辐射入射到吸收层上．热释电探测器具有自极化效应，晶体处于低于Curie温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变，即极化电荷面密度保持不变，这些电荷被空气中的带电离子中和，当红外辐射入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高，自极化强度变小，即电荷面密度变小．这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射．相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大，有相反方向的电流或电压输出。
若在dt时间内，热释电晶体温度变化dAT所引起的极化强度变化为dP，则与极轴垂直的晶体表面产生的电流面密度可表达为dt T d dt J ∆==dp th w τ1>>（1） Td ∆dp 称热电系数，用P 表示，这样，J 可表示为 dt Td p J ∆= （2）入射辐射是角频率为w 的正弦调制光，功率幅度为0W ，该辐射可表示为()jwt e W t W 0=，探测器吸收率为n ．此时，探测器温度上升量T ∆由下式确定T G dt T d C e aW jwt ∆+∆=0（3）其中，C 为晶体的热容量，G 为晶体与周围环境的热导率，用Lap1ace 变换方法解方程并利用初始条件0=t ，0=∆T 得()jwte jwC G aW t T +=∆0（4）因此热释电晶体产生的电流可表示为jwtjwe jwC G pAaW dt T d pA I +=∆=0 （5）式中，A 为电极面积。
无线传感毕业设计论文
摘要无线传感器网络是集成了传感器技术、微电子技术、无线通信技术而形成的全新的信息获取和处理技术，能够协作地实时感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息。
无线传感器网络在军事、医疗、工业、环境监测等方面都有着巨大的应用价值，已成为计算机科学领域的一个活跃的研究分支。
目前虽然已经取得了一定的研究成果，但是在一些关键技术上，仍然存在着许多问题需要解决。
本文针对如何在无线传感器网络中应用数据融合技术节省网络能量进行研究。
本文介绍了应用在无线传感器网络中的数据融合技术的概念、特点和研究现状。
并由浅入深的讨论了，在基于事件驱动的网络环境下，应用数据融合技术的方法。
针对由单一事件驱动的网络环境，本文提出了一种求图中心点的分布式算法，并以此为基础，提出了基于事件驱动的中心点融合算法。
详细介绍了寻找中心点和建立融合树的过程，分析了网络密度和事件相对汇聚节点位置对节能效果的影响。
与最短路路由算法进行比较，从数学推导和程序仿真两方面验证中心点融合算法的有效性。
针对多个互斥事件同时驱动的情况，本文引入群组意识网络结构的概念，改进中心点融合算法中建立融合树部分的算法。
并利用弱势父节点和强势父节点的概念为子节点选择更“优”的父亲节点，达到节省网络能量的目的。
关键词：无线传感器网络；数据融合；事件驱动AbstractThe wireless sensor network, which is integration of sensor techniques, MEMS techniques and wireless communication techniques, is an innovative technique of information acquisition and processing. It can sense, collect and process information of monitored object in the covered place. Due to its wide application in military, medical, industrial and environment monitoring, it has already become one of the active research branches of computer science. A few achievements have been acquired, but on some key techniques, there are also a lot of problems in need of resolution. This paper makes research on how to use aggregation technique to save energy in wireless sensor network.This paper introduces the conception, characteristic and actual research of aggregation in WSN. And discuss the method of how to use aggregation technique based on the event driven networks step by step.In allusion to the single event driven networks, this paper researches on aggregation strategy in wireless sensor networks, propose a distributed method for finding, the center of a graph and propose a center aggregation algorithm that based on this distributed method. It introduces the process of finding center and building aggregation tree, analyzes the impact of network density and the relatively distance between the event and the sink on energy saving. Compared with the shortest path algorithm, prove the validity of the center aggregation from both mathematics consequence and program emulator.In allusion to the condition that some mutually exclusive events driven at same time, this paper introduce the conception of Group-Aware Network Configuration to improve the algorithm of Building Aggregation Tree, which in the center aggregation algorithm. And try to utilize the concept of weak father-node and strong father-node to switch a "better" parent, for saving, energy.Keywords: Wireless Sensor Network; data aggregation; event driven目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究目的及意义 (2)1.3 国内外无线传感器网络的研究现状 (3)1.4 论文的研究内容及组织结构 (6)1.4.1 论文的研究内容 (6)1.4.2 论文的组织结构 (7)2 无线传感器网络概述 (8)2.1 无线网络技术的分类 (8)2.2 无线传感器网络系统概述 (9)2.3 无线传感器网络体系结构 (10)2. 3.1 通信结构 (10)2.3.2 节点结构 (11)2.4 无线传感器网络的特点 (11)2.5 无线传感器网络的性能评价 (13)2.6 无线传感器网络的应用领域 (14)2.7 无线传感器网络面临的挑战 (16)2.8 本章小结 (16)3 无线传感器网络数据融合技术 (17)3.1 无线传感器网络中的数据融合 (17)3.1.1 无线传感器网络中数据融合的定义 (17)3.1.2 无线传感器网络中数据融合的特点 (18)3.2 无线传感器网络中数据融合的作用 (18)3.2.1 降低网络能耗 (19)3.2.2 获得更准确的信息 (20)3.2.3 提高数据收集效率 (20)3.3 数据融合技术的分类 (21)3.3.1 根据数据信息量的变化划分 (21)3.3.2 根据实现数据融合的协议层次划分 (21)3.3.3 根据融合操作的级别划分 (22)3.3.4 根据处理融合信息的方法 (23)3.3.5 根据融合处理的数据种类 (23)3.4 数据融合技术的主要方法 (23)3.4.1 应用层的数据融合 (23)3.4.2 网络层的数据融合 (25)3.5 数据融合技术在网络中的其他影响 (30)3.6 本章小结 (31)4 基于事件驱动的中心点融合算法 (33)4.1 无线传感器网络中现有的几种数据融合算法 (33)4.1.1 基于查询路由的融合算法 (33)4.1.2 基于层次结构的融合算法 (34)4.1.3 基于链式结构的融合算法 (34)4.2 基于事件驱动的中心点融合算法 (35)4.2.1 事件驱动相关介绍 (35)4.2.2 算法思想 (36)4.2.3 算法描述 (38)4.2.4 算法分析 (44)4.3 本章小结 (46)5 总结与展望 (47)5.1 全文总结 (47)5.2 研究展望 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1 绪论1.1 课题背景随着计算机技术和通信网络技术的迅速发展和应用，普适计算在经济、军事和生活等领域具有越来越重要的应用价值，日益引起了人们的广泛关注。
物联网智能传感技术[物联网传感知识技术论文]
![物联网智能传感技术[物联网传感知识技术论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/38cf7556f11dc281e53a580216fc700abb68524c.png)
物联网智能传感技术[物联网传感知识技术论文]物联网传感技术论文篇一：《无线传感器网络和物联网》摘要：互联网的产生，极大地改变了人们生活。
随着科学技术的发展以及生活的需要，人们除了利用有线网络以外，还可以充分利用无线网络做到物物相连。
由此催生无线传感器网络和物联网。
在当前无线传感器网络和物联网兴起的形势下，作为其基础依托的互联网处于什么地位，对其发展有什么作用呢本文通过分析介绍了无线传感器网和物联网的构成和发展现状，由此探讨了网络在这两网所处的地位和作用。
关键词：传感器;物联网;无线传感器网络1.引言无线传感器网络和物联网是比较新的技术领域，而且受到全社会的普遍关注。
近年来，世界上某些发达国家加大投入，研究开发这方面的应用，积极攻克在标准上、技术和应用上的尖端技术。
我国也把这项技术发展列入国家中长期科技发展规划，以致当前的无线网络得以飞速发展。
在实现无线传感器网和物联网产业化发展过程中，应该认清形势，积极创造条件，加快发展和应用该项技术。
2.无线传感网与物联网的构成2.1无线传感器网络的构成无线传感器网络(WireleSenorNetwork)是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统。
它能够实现数据的采集、量化、处理、融合和传输。
它综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络和无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同的实时监测、感知和采集网络覆盖区域中的各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理。
无线传感器网络是由传感器网络节点构成的。
应用和监测物理信号的不同决定了传感器的类型，另外节点的功能和组成也不尽相同。
无线传感器网络节点的基本组成和功能包括如下几个单元：传感单元(由各种不同类型的传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。
也可以选择其它功能单元如定位系统、移动系统等。
通信与信息工程专业论文-光纤光栅传感技术应用设计
天津理工大学2004届毕业设计第一章绪论光纤光栅是利用光纤材料的光敏性在光纤内建立的一种空间周期性折射率分布，其作用在于改变或控制光在该区域的传播行为与方式。
作为一种新型的光学器件，光纤光栅已经在诸多方面得到了不同的应用。
相信在不久的将来随着光纤光栅与其他技术的进一步结合，其可应用前景会更为广阔。
1.1光纤光栅的发展历史光纤技术自20 世纪60 年代末至今在不到30 年的时间里以惊人的速度发展成为信息技术领域中的支柱性高新技术。
然而, 随着现代社会对信息技术的更新更高的要求, 光纤通信、光纤传感技术正面临着新的挑战。
传统光学器件由于制作的复杂性和体积大而笨拙等原因无法适应新技术的要求。
因此光纤光栅应运而生。
光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性将光波导结构直接写在光纤中形成的光纤波导器件。
该技术最早出现于1978年，加拿大的K.O.Hill在掺锗光纤中，用488nm氩离子激光在光纤中产生驻波干涉条纹，首次发现了在掺锗光纤中的光致光栅现象，并制造出世界上第一条光纤光栅。
从此开创了光纤光栅发展的历史。
这种方法制作的Bragg光纤光栅反射滤波器的线宽可以很窄，反射率也较高，但只能制作反射波长和写入波相同的光纤反射器，通过加外力的方法使光栅的调谐范围较小，大大限制了他的应用。
此后由于制作工艺及应用的局限这项技术一直未得到进一步的发展，历经十年进展缓慢。
直到1989年，美国的Meltz等人利用两束干涉的紫外光从光纤的侧面成功地写入了光栅，研制成功Bragg光纤光栅滤波器。
Archambult等人也报道了用单个准分子激光器制作近100%反射率的Bragg光纤光栅滤波器的方法。
这标志着光纤光栅技术进入了快速发展的阶段。
此后随着写入方法的不断改善；光敏性的逐渐提高；各种特种光栅也相继问世；同时光纤光栅的应用前景也得到了广泛的关注。
特别是近年来光纤光栅在光通信、光纤激光器和光纤传感器等领域的应用越来越受到人们的重视，取得了令人瞩目的成就。
环境监测及传感器应用论文
环境监测及传感器应用论文环境监测及传感器应用是一个广泛的研究领域，涵盖了从空气质量、水质、土壤质量到噪音、光照等多个方面的监测和传感器应用。
本文将重点讨论环境监测及传感器应用的重要性、现有技术和未来发展趋势。
首先，环境监测及传感器应用在许多领域都扮演着重要的角色。
例如，在城市规划和建设领域，对城市空气质量、噪音水平和交通拥堵等进行监测可以帮助提高城市的宜居性和可持续性发展。
在农业领域，通过监测土壤质量、水质和气象因素，可以优化农作物的生长条件，提高农产品的产量和质量。
此外，环境监测及传感器应用还在天气预报、应急响应和自然资源保护等方面起着关键的作用。
现有的环境监测及传感器应用技术主要分为两大类：传统传感器和新兴传感器技术。
传统传感器主要包括气象站、水质分析仪器和土壤检测设备等。
这些传感器通常基于物理原理，通过测量特定参数如温度、湿度、光照强度和化学浓度来监测环境质量。
新兴传感器技术则更加创新和多样化。
例如，基于光纤传感器的监测系统能够实时监测水中的污染物浓度和水质变化，而无线传感网络则可以构建大规模的环境监测系统，实现分布式数据采集和处理。
未来，环境监测及传感器应用将面临多个发展趋势。
首先，随着物联网技术的发展，传感器将逐渐与互联网和云计算相结合，实现环境数据的远程传输、存储和分析。
这将使得环境监测的范围更广泛，并帮助制定更为精准的环境保护政策和措施。
其次，新材料的应用将推动环境传感器的发展。
例如，纳米技术的应用可以制备更小、更敏感的传感器，实现对微观环境的监测。
此外，智能传感器和机器学习等技术的结合，将使得环境监测系统更加智能化和自适应性，提高数据质量和数据分析的准确性。
最后，传感器的成本和能耗也将随着技术的发展而不断下降，从而推动大规模环境监测网络的建设和应用。
总之，环境监测及传感器应用在各个领域都具有重要的作用，并且未来发展前景广阔。
通过传统传感器和新兴传感器技术的结合，利用物联网、智能传感器和机器学习等新技术的应用，可以构建更为精准、可靠的环境监测系统，为环境保护和可持续发展提供支持。
毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》
摘要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。
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。
关键字:光电元件传感器分类传感器应用摘要ABSTRACTThe photoelectric transducer adopts the photoelectric component as the transducer measuring the component. It changes the change measured into a change of the optical signal at first, then further change the optical signal into an electric signal through the photoelectric component. The photoelectric transducer is generally made up of light source, optical thorough fare and photoelectric component three parts. The photoelectric detection method has precision high, reacts fast, advantage of exposed to ing etc.s, and can examine the parameter more,the transducer is of simple structure, the form is flexible, so, it is very extensive that the photoelectricity type transducer is employed in measuring and controlling. The photoelectric transducer realizes the key component that the photoelectricity changes in various photoelectric detection systems, it change into electric device of signal optical signal (infrared can seeing and purple other ray radiation). The photoelectricity type transducer is regarded photoelectric device as and changed the transducer of the component. It was not electric consumption that it caused the light quantity to change directly that it can be used for measuring, only strong, illuminance, radiation examine warmly, the gas composition is analyzed etc.; Other ones that can also be used and measured and can change into a light quantity and change are not the electric consumption such as part diameter, surface roughness, meets an emergency, the displacement, vibration, pace, acceleration, and the form of object, discernment of working state,etc.. The photoelectricity type transducer is not exposed to, respond the fast, reliable characteristic of performance, so won extensive application in the industrial automation device and machine philtrum. In recent years, new Devices photoelectric constantly emerge, especially CCD picture the births of transducer, transducers photoelectric the further to last chapter innovated to turn on.Keywords:Photoelectric component Transducer classification Application of transducer目录第一章绪论 (1)1.1 传感器发展史 (1)1.2光电传感概述 (2)第二章光电传感器基本原理 (3)2.1 光电效应 (3)2.2 光电元件及特性 (3)2.3 光电传感器 (6)第三章 CCD传感器 (11)3.1 光固态图象传感器 (11)3.1.1 CCD的结构和基本原理 (11)3.1.2 线型CCD图像传感器 (12)3.1.3 面型CCD图像传感器 (13)3.2 C CD图像传感器应用 (15)3.2.1 工件尺寸检测 (15)3.2.2 CCD传感器在公共交通上的应用 (16) 第四章光纤传感器 (17)4.1 光纤传感器的原理和组成 (17)4.2 光纤传感器的类型及特点 (17)4.3 光纤传感器的应用领域 (18)4.4 光纤传感器(FOS)应用原理 (20) 4.5 光纤传感器的实际应用 (21) 4.5.1 光纤液位传感器 (22)4.5.2 电力工业中的应用 (22)第五章其它光电传感器 (25)5.1 高速光电二极管 (25)5.1.1 PIN结光电二极管 (25)5.1.2 雪崩光电二极管(APD) (26) 5.2 色敏光电传感器 (26)5.3 光位置传感器 (27)第六章总结与展望 (29)6.1 总结 (29)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (33)第一章绪论 1第一章绪论1.1 传感器发展史传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器,其测量技术、方法和特点的发展历程见表1。
量子传感的原理和应用论文
量子传感的原理和应用论文1. 简介量子传感是利用量子力学原理来实现高精度测量的一种新兴技术。
它主要应用于测量、导航、地质探测等领域，并在实验室中取得了一系列的突破性进展。
本文将介绍量子传感的基本原理以及其在不同领域中的应用。
2. 量子传感的基本原理量子传感的基本原理源于量子力学的特性，主要包括以下几个方面：2.1 量子叠加原理量子叠加原理是指一个量子系统可以处于多个状态的叠加态中，而不仅仅局限于一个确定的状态。
2.2 量子干涉效应量子干涉效应是指两个或多个量子态相互干扰形成干涉图样的现象。
通过观察这些干涉图样，可以获得对量子系统的高精度测量。
2.3 量子纠缠量子纠缠是指两个或多个粒子间存在着一种特殊的相互关系，它们的状态无法用单个粒子的波函数来描述。
2.4 量子态测量量子力学规定，对一个量子系统的测量结果通常是不确定的，只能给出概率性的结果。
通过多次重复测量并进行统计，可以获得精确的测量结果。
3. 量子传感的应用领域量子传感在多个领域都有潜在的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 量子导航利用量子传感技术，可以实现更高精度的导航系统。
量子导航可以通过测量原子的自旋态来确定位置和速度，相较于传统的导航技术具有更高的准确性和抗干扰能力。
3.2 量子测量量子传感可以用于测量中的各种领域，如时间测量、频率测量和力学测量等。
通过充分利用量子纠缠和量子干涉的效应，可以实现更高精度的测量结果。
3.3 量子生物学量子传感在生物学研究中具有潜在的应用。
通过利用量子纠缠和量子叠加的特性，可以实现对生物分子的高精度测量，有望在生物医学和生物工程领域取得重要突破。
3.4 量子通信量子传感技术在量子通信中有着重要的作用。
利用量子纠缠可以实现安全的密钥分配和量子态传输，为构建更加安全的通信网络提供了新的思路。
4. 量子传感的挑战和前景虽然量子传感在理论上具有巨大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战，包括设备稳定性、环境干扰和成本等问题。
气敏传感器的原理与应用论文
气敏传感器的原理与应用论文1. 引言气敏传感器是一种能够将气体浓度转化为电信号的设备，具有在工业、环境、医疗领域等方面广泛应用的潜力。
本文将介绍气敏传感器的工作原理以及其在不同领域中的应用。
2. 气敏传感器的工作原理2.1 传感器结构气敏传感器主要由传感元件和信号处理电路两部分组成。
传感元件通常由敏感材料制成，其结构一般包括电极、敏感膜和基底层。
2.2 工作原理气敏传感器的工作原理基于敏感材料对目标气体的选择性吸附或催化反应。
当目标气体与敏感材料接触时，会改变敏感膜的电学性质，进而引起传感元件的电阻或电容变化。
2.3 敏感材料的选择不同的气敏传感器选择不同的敏感材料，以实现对特定气体的高度选择性。
常见的敏感材料包括二氧化锡、金属卟啉、氧化锌等。
3. 气敏传感器在工业领域中的应用3.1 环境监测气敏传感器可用于检测工业环境中的有害气体浓度，如二氧化硫、一氧化碳等。
通过实时监测气体浓度，可以及时采取措施，确保工作环境的安全。
3.2 气体检测气敏传感器还被广泛应用于气体检测系统中，用于检测可燃气体、有毒气体等。
该技术在家庭和工业领域中都有广泛的应用，如天然气泄露检测、工厂爆炸危险检测等。
3.3 医疗器械气敏传感器在医疗器械中的应用也越来越广泛。
例如，呼吸机使用气敏传感器检测病人的呼吸情况，能够实时监测呼吸气体的浓度，确保治疗效果。
4. 气敏传感器的性能指标4.1 灵敏度气敏传感器的灵敏度是评价其性能好坏的重要指标。
高灵敏度意味着传感器对目标气体的检测响应更快、更准确。
4.2 选择性选择性是指传感器对目标气体的检测能力。
好的气敏传感器应具备高度选择性，以排除其他干扰气体的影响。
4.3 稳定性稳定性是指传感器在长期使用中性能的可靠性和一致性。
稳定性好的传感器能够长期维持良好的检测性能。
5. 气敏传感器的发展趋势随着科技的进步和应用需求的增加，气敏传感器也在不断发展。
未来，气敏传感器有望实现微型化、高灵敏度、低功耗等特性，并在更多领域得到广泛应用。
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光电传感器的应用与研究学院名称：邵阳学院专业名称：自动化年级班别： 13 姓名：史利东指导教师：罗卲屏2015年5 月摘要：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。
关键词：PSD,效应，原理，光电传感器目录摘要 (1)一、绪论 (3)1.1光电传感器概述 (3)1.2光电传感器发展 (4)二、光电传感器的基本原理 (7)2.1光电效应 (7)2.2光电原件及特性 (8)2.3光电传感器 (11)三、新型的光电传感器 (15)3.1 CCD传感器 (15)3.2光纤传感器 (16)3.3光电位传置感器 (6)四、其他的光电传感器 (20)4.1 高速光电二极管 (20)4.3 光位置传感器 (22)五、光电传感器的应用 (23)5.1光电传感器的优点 (23)5.2光电传感器的具体应用举例 (23)六、我对光电传感器的看法 (26)七、结论 (28)一、绪论1.1光电传感器概述（1）定义光电传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。
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。
（2）光电传感器的分类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。
1．槽开光电开关把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。
2．对射式光电开光若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。
由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为以射分离式光电开光，简称对射式光电开关。
3．反光板反射式光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。
4．扩散反射式光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关控制信号。
光纤式光电开关把发光器发出的光用光纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。
按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。
（3）光电传感器的作用如今，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
1.2光电传感器发展传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器。
1．结构型传感器以其结构部分变化或结构部分变化后而引起某种场的变化来反映被测量的大小及变化。
2．物性型传感器利用构成传感器的某些材料本身的物理特性在被测量的作用下发生变化,从而将被测量转换为电信号或其他信号输出。
3．智能型传感器把传感器与微处理器有机地结合成一个高度集成化的新型传感器。
它与结构型、物性型传感器相比,能瞬时获取大量信息,对所获得的信息还具有信号处理的功能,使信息的质量大大提高,其功能也扩展了。
以网络化智能传感器为例,它以嵌入式微处理器为核心,集成了传感单元、信号处理单元和网络接口单元,使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测发展;从被动检测向主动进行信息处理方向发展;从孤立元件向系统化、网络化发展;从就地测量向远距离实时在线测控发展,已成为传感器技术发展的主要方向之一。
通过对光电效应和器件原理的研究已发展了多种光电器件（如光敏电阻、光电二极管、光电三极管、场效应光电管、雪崩光电二极管、电荷耦合器件等），适用于不同的场合。
光电式传感器的制造工艺也随薄膜工艺、平面工艺和大规模集成电路技术的发展而达到很高的水平，并使产品的成本大为降低。
光电式传感器的最新发展方向是采用有机化学汽相沉积、分子束外延、单分子膜生长等新技术和异质结等新工艺。
光电式传感器的应用领域已扩大到纺织、造纸、印刷、医疗、环境保护等领域。
在红外探测、辐射测量、光纤通信，自动控制等传统应用领域的研究也有新发展。
二、光电传感器的基本原理2.1光电效应光电传感器的物理基础是光电效应。
光电效应是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的点效应。
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。
（1）外光电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。
（2）内光电效应当光照射在物体上，使物体的电阻率ρ发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应。
1．光电导效应：在光作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，从而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
2．光生伏特效应：在光的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。
基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、光敏三极管。
2.2光电原件及特性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，光电管的光电特性，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。
光电倍增管具有良好的线性关系特点，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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．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。
7．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。
8．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，I??（f），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。
2.3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。
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。
三、新型的光电传感器3.1 CCD传感器光固态图象传感器由光敏元件阵列和电荷转移器件集合而成。
它的核心是电荷转移器件CTD(Charge Transfer Device),最常用的是电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)。
CCD自1970年问世以后，由于它的低噪声等特点，CCD图象传感器广泛的被应用在微光电视摄像、信息存储和信息处理等方面，尤其适用以上领域中的图像识别技术。
（1） CCD的结构和基本原理（2）CCD图像传感器应用1. 工件尺寸检测CCD图像传感器在许多领域内获得了广泛的应用。
前面介绍的电荷耦合器件(CCD)是构成CCD 固态图像传感器的主要光敏器件，取代了摄像装置中的光学扫描系统或电子束扫描系统。
CCD图像传感器具有高分辨率和高灵敏度，具有较宽的动态范围，这些特点决定了它可以广泛应用于自动控制和自动测量，尤其适用于图像识别技术。