有关光电传感器的调研报告

<<关于光电传感器的检索>> 系部：机械与电子工程系

专业：机械设计制造及自动化

班级：N机自09—2F

姓名：黄东

学号：24091901561

序号：32

2012年5月9日

关于光电传感器的检索

摘要本文主要阐述了光电传感器对人们日常生活及未来生活发展的影响，并

在其工作原理、分类和在各个领域的用途做出简短介绍，最后调研了国内外生产其产品的各公司的概况及发展状况，对比了其性能指标，并对光电传感器产品的发展前景做出了预估。

引言 ---------------------------------------- - 4 -

一光电传感器的工作原理 ----------------------- - 4 - 二传感器的分类 ------------------------------- - 5 - （一）标准光电传感器------------------------ - 5 - （二）安全光电传感器------------------------ - 5 - （三）门控光电传感器----------------------- - 13 - 三光电传感器的应用-------------------------- - 13 - （一）烟尘浊度监测仪----------------------- - 13 - （二）光电池在光电检测和自动控制方面的应用- - 14 - （三）光电传感器的特长--------------------- - 15 - 四国内外光电传感器公司境况------------------- - 15 - （一）OMRON欧姆龙 -------------------------- - 5 - （二）国倍加福P+F -------------------------- - 5 - （三）SUNX【神视】-------------------------- - 5 - （四）邦纳---------------------------------- - 5 - 五光电传感器的发展前景--------------------- - 5 - 六参考文献--------------------------------- - 5 -

引言

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超高真空等。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。

由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。其中光电传感器采用非接触的检测形式，响应速度可达毫秒级，同时高端型可用于距离检测并配备不同的通讯接口可直接将信息传送到控制系统上。光电传感器的优势在于速度高于超声波传感器，检测距离大于电感式传感器。因而，对于光电传感器的研究的意义就更加深远了。

一光电传感器的工作原理

由于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.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.

二光电传感器的分类

（一）标准光电传感器

1漫反射型：一般型或能量型(-8)，聚焦式(-8-H)，带背景抑制功能型(-8-H)，带背景分析功能型(-8-HW)

2反射板型：一般型(-6)，带偏振滤波功能型(-54, -55)，带透明体检测功能型(-54-G)，带前景抑制功能型(-54-V)

3对射型

4槽型

5光纤传感器：塑料光纤型，玻璃光纤型

6色标传感器，颜色传感器，荧光传感器

7光通讯

8激光测距：三角反射原理型，相位差原理型，时间差原理型

9光栅

10防爆/隔爆型

（二）安全光电传感器

1安全对射光电

2安全光栅

3安全光幕

4安全控制器

（三）门控光电传感器

1雷达传感器：区域检测型

2主动式传感器：单光束型，多光束型，区域检测型

3被动式传感器：区域检测型

三光电传感器的应用

（一）烟尘浊度监测仪

防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

（二）光电池在光电检测和自动控制方面的应用

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。

（三）光电传感器的特长

1检测距离长

如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无法离检测。

2对检测物体的限制少

由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。

3响应时间短

光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。

4分辨率高

能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。

5可实现非接触的检测

可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。

6可实现颜色判别

通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。

7便于调整

在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

光电传感器的缺点：光电传感器是通过光的发射和接收来实现信号的通断,因为光又是无处不在的,除红外光,还有紫外,可见光等,因此光电传感器易受光的影响.但是他的检测距离长,同时检测物没什么限制。

改进措施：这优缺点和应用有关吧。比如做位置传感器，光源和传感器的故障率比霍尓器件就高一些，消耗功率也大一些。可以做双重电路来降低故障率，但是电路要复杂些了。要是做保安系统的话（红外传感器），探测范围和超声波传感器相比要小。解决办法是，设多个传感器。光传感器有时是不容易代替的，比如安全系统。

四国内外光电传感器公司境况

（一）OMRON【欧姆龙】

欧姆龙传感器能检测、测量、分析和处理在各种生产环境下发生的变化，如：位置、长度、高度、移动和外形等方面的变化，其有助于对未来发生的情况做出预测和预防。

其中主营光电传感器有以下几种：

1、区域传感器

F3ZN系列：测量光幕

特点：（1）·最大240光轴为止、对应直列连接；

·通过设定支援软件（PC版），可用编程序的I/O，进行任意

的功能设定；

·受光亮水平监视。

（2）·扫描监控

F3WN-X系列：工件检测区域传感器

特点：（1）·最小光轴间距9mm。（最小检测物体的大小φ14mm）；

（2）·最短传感器长度，187mm。（光轴数11光轴）；

（3）·最长传感器长度，1,822mm。（光轴数120光轴）。

2、外围设备传感器

E39-L93/150/151/E39-L97/98：传感器调节器/金属护罩

特点：安装简便、调整简便、更可安心使用的牢固的传感器配件

3、放大器内藏型传感器

凹槽型E3T：通用微型·放大器内置可实现1m的长距离检测

特点：（1）·按用途选择有4种类型：透过型/扩散反射型/限定反射型

回归反射型

（2）·φ0.8mm的微小光束(E3T-SL1□)能进行微小工件检测

（3）·采用单片光电IC （集成电极）可信度高

（4）·装载OMRON公司独有的FAO本机器是世界上早采用同

轴回归反射型的机型

圆柱型E3F3：光电传感器

特点：（1）·螺纹柱关光电传感器，放大器内藏，具备接近传感器外观

的光电传感器具有光电-IC技术的高抗干扰性；

（2）·新式光电-IC，以增加抗干扰性；

（3）·M18DIN大小的柱状外罩，ABS树脂盒/BRASS外壳

（4）·备有传感距离长（30cm），带灵敏度调节器的反射型产

品；

（5）·短路保护和逆接保护。

4、电源内藏型

DC电源E3JK-DC:直流型、光电开关

特点：（1）·机体细长，节约空间，体积仅为50×50×17.4mm;

（2）·M.S.R机能可检测平滑，有光泽物体;

（3）·新式光电-IC，增强抗干扰;

（4）·电源逆接，输出短路和输出逆接保护(交流型号无)。

5、放大器分离型

小探头型E3C光电开关

特点：（1）·小型，薄型探头省空间；

（2）·带有能紧密安装的干扰防止功能；

（3）·带有传感器部有输入指示灯，所以设定容易。

激光式E3C-LDA：数字式放大器分离光电量传感器(激光型)

特点：激光光束可变。

配合工件可选择光点·区域3 种变化的光学结构

（1）·可绰绰有余的检测长距离1000mm(扩散反射型)；

（2）·装载焦点可变构造&光轴可调构造；

（3）·现场装备了检测时易于识别的发光式大型动作显示灯；

（4）·传感器探头部通过接插件化使连接更为简单。

6、光纤式放大器

数字（自动协调）E3X-ZD：数字光纤传感器最简便的数字光纤传感器特点：（1）·独立示教按钮：示教和感度调整同时完成省时；

（2）·超大微调按钮，门槛值调整更方便—省力；

（3）·大屏幕显示和状态指示灯，状态一目了然—省心。

E3X-DA11-N

特点：（1）·用新型的接插件可以省配线省空间，提高保养性能;

（2）·采用自动电源控制（APC）电路的超级数字显示;

（3）·消耗电力最多可省70%;

（4）·可以在运行中把数字显示关掉或变暗;

（5）·移动电话大小的新时代的手机式控制器，全力发掘光纤放大

大器的功能。

（二）国倍加福P+F

1、对射型光电传感器

对射型光电传感器发射器与接收器位于独立的两个壳体中。发射器发送的光直接被接收器接收。如果物体遮住了光束，开关功能触发。常用于远距离检测，稳定性好，能量强。对射型光电传感器的特性也决定了它适用于多尘和较脏的工业环境。可应用于：

（1）·监测生产以及包装流水线

（2）·通过透明的外包装检测产品灌装情况

（3）·保护自动门的危险区域

2、反射板型光电开关

反射板型传感器，光的路径处在传感器与一个特殊的反射板之间。当有物体挡住光束，就会被传感器检测出来。

特点：（1）·极性滤波

（2）·透明物体检测

（3）·前景抑制功能

3、漫反射型传感器

（1）·带背景抑制功能的漫反射型传感器：此类传感器为检测物限定了检测距离，而与检测物的颜色、反射率及光泽度无关。它能够检测直接放置在亮背景上的暗色物体，且安装调节也很方便。

（2）·聚焦式漫反射型传感器：聚焦式传感器通过对透镜的调节将发射器与接收器的聚焦点固定在同一位置，该设计有利于屏蔽背景的干扰，同时小光斑的设计缩小了在检测黑色和白色目标物时的距离差。

（3）·带背景处理功能的漫反射型传感器：此类传感器只对背景反射回的光进行分析（譬如：地板）。如果传感器检测不到背景，输出将改变状态。此类传感器一般应用于对不规则形状的物体进行检测的情况，此时使用者通常难以确定物体反射光反射回传感器的具体位置。

4、光纤传感器

光纤传感器针对小物体的检测以及特殊环境的检测，提供了极佳的解决方案。光纤放大器与光纤配合使用，可用于有限空间、恶劣环境、以及普通光电传感器不能正常工作的高温环境。并且光纤传感器有多种尺寸及形状可供选择，从DIN导轨安装型，到18 mm圆柱型，再到标准尺寸限位开关型等等。同时，传感器拥有多种电气输出方式、数显功能、以及多种光纤可供用户选择。

5、色标传感器

色标传感器可用于在印刷、转换、包装、食品、饮料以及制药的过程中对注册商标的检测，从而对货物进行排序、定位以及质量控制。P+F色标传感器的特色为：高分辨率下的低对比度检测，响应时间短；对于检测材料的高度、角度的偏差不敏感；光学透镜可

90°互换。只要简单的按下TEACH-IN按钮，发射器LED将自动选择最佳颜色及自动调节触发阀值。对于恶劣环境下的特殊应用，推荐不锈钢外壳的DKE系列以及RL5-LL光纤传感器（配合光纤使用）系列。

6、人身安全保护的安全光电传感器

为了使人体和身体各个部位在靠近危险区域时，达到一定的安全级别，无接触的保护系统是首选。特别是当自由移动的区域不能被其它形式的安全保护设备进行限制时，安全光电传感器能够完全满足监视保护的要求。

产品特性：

（1）·从保护机器的单根安全光束到安全光幕

（2）·针对手指，手掌和身体的保护

（3）·满足IEC 61496-1的2级或4级安全要求的自监控

（4）·诊断显示方便了故障的排除

（5）·继电器或晶体管的OSSD安全信号输出

（6）·带上电屏蔽功能

（7）·方便与现有机器控制器的集成

（8）·强大的Muting功能

（三）SUNX【神视】

1、数字设定

放大器分离型数字激光传感器

LS-403系列

特点：易于维修、预防维护的新型激光传感器闪亮登场

(1)·可直接连接适用CC-Link的通信装置SC-GU2-C

(2)·节省维护成本的阈值跟踪周期设定功能

(3)·可作为C-Link远程设备站使用

(4)·省配件，省空间采用单触式电缆可节省配线。可减少中继端

子座的连接点数和工时，有助于节省空间。

数字激光传感器

LS系列：对应各种不同的用途，备有六种类型的激光检测头

用途：(1)·检测形状复杂的工件；（图1）

(2)·检测卷材的余量；（图2）

(3)·检测电子零部件的脚销。（图3）

图1 图2 图3 特点：(1)·行业标准安装间距；

(2)·简单易行的光点调整；

(3)·配备FDA/IEC/JIS顶级产品系列；

(4)·备有光轴微调支架；

(5)·设定简单，双重显示；

(6)·使用两个开关，操作简单；

(7)·省配线省空间

(8)·切实检测位差；

(9)·可进行多种检测的4种新模式；

(10)·M0DE NAVI定制功能；

(11)·配备投光停止功能；

(12)·可从外部输入的电缆型；

(13)·最多可紧密安装4台。

2、放大器内置

小型·可调节检测距离的反射型光电传感器

CX-440系列

特点：高精度不受颜色影响长距离。在检测小于04mm高度段差和不同颜色物体时，性能稳定发挥。

(1)·以2%以下的磁质可检测小到0.4mm的高度差别（较以前

提高2.5倍）;

(2)·黑色和白色之间检测距离的差在1%以下（较之以前提高

1.3倍）;

(3)·300mm的长检测距离是同类产品之首，检测距离是传统传

感器世界标准尺寸的1.5倍。

超薄型光电传感器

EX-10系列

用途：(1)·区分PCB位置；

(2)·区分PCB位置检测IC；

(3)·检测PCB架；

(4)·检测晶片盒；

(5)·检测薄环；

(6)·检测托盘上电容器的缺少。

特点：放大器内置超小超薄型。

(1)·体积只有W10×H14.5×D3.5mm(透过型，正面检测型)，可

安装在狭小空间内；

(2)·适合检测细小部件和高速移动的物体；

(3)·扩散反射型传感器是正面检测，由于薄，看上去可被直接

粘合在安装基座上，透过型传感器可同时进行正面检测和侧面检

测，并可灵活安装；

(4)·小型体积，并装备有方便的双色指示灯；

(5)·其保护构造达到IP67，并且其金属配件用的全部是不锈钢，

所以可以用水冲洗。

(6)·透过型传感器在分叉器上装备了工作模式开关，可在启动

前检测其可工作性。

螺纹头小型光电传感器

EX-30系列

样品图示用途：(1)·检测IC高度；

(2)·检测标签杂志上标签的数量；

(3)·检测IC针；

(4)·动作切换开关；

(5)·灵敏度调节器;

(6)·清晰可视的二色指示灯。

特点：下一代新型系列。光纤传感器的新替代品。

(1)·检测轴中心与安装孔中心一致，可更方便地设定检测位置;

(2)·EX-30系列解决了光纤传感器的所有难点

(3)·使用橡皮电缆，使传感器电缆如光纤一样不破损;

(4)·EX-30系列用螺丝安装(透过型为M4，反射型为M6)，这种

方法可使它们与原有的高价光纤传感器一样插入生产线;

(5)·放大器内置，无需另外的放大器;

(6)·弯曲半径好，传感器可沿传送带安装;

(7)·具有高弯曲强度，不需要防止电缆破损的保护管。

限定反射型光电传感器

EX-40系列

特点：可靠检测限定范围内的物体。

(1)·稳定的限定距离检测；

(2)·可在有限的空间内安装；

(3)·光点型装备有一个OFF延迟定时器；

(4)·IP67保护构造，传感器有防水性；

(5)·扩散型：在有限的检测距离内，传感器不受小孔或不平整的

影响。

距离设定反射型光电传感器

EQ-500系列

用途：(1)·检测漏洞内部水平面;

(2)·确认传送带上包裹的通过。

特点：2.5m的长距离检测性能。不易受颜色或光泽影响的稳定检测。

(1)·2.5m的可调节距离允许足够空间的安装,1m的检测距离型也

同样适用;

(2)·备有带ON延迟/OFF延迟定时器型；

(3)·几乎可使用任何电源,使得本传感器可在全世界使用。

(4)·不易受外界因素影响；

(5)·BGS/FGS功能控制背景效果，使检测更为稳定；

3、电源内置

小型多电压光电传感器

NX5系列

特点：多电压光电传感器世界通用

(1)·适用于所有的电源电压;

(2) ·最适用于传送带和停车场;

(3)·保护构造为IP66(IEC)，采用N2封闭继电器作为输出点，显

著提高可靠性;

(4)·多电压的传感器深度仅35mm。

4、放大器分离

薄型自动灵敏度设定光电传感器

SU-7/SH系列

用途：(1)·测定铅制框架的位置

(2)·区别集成电路块的上下表面

(3)·检测白纸上的红色标记

(4)·检测盒内的透明玻璃电路板

(5)·检测IC高度

特点：简单、合适的紧凑设计。

5、微型

连接器内置·H型微型光电传感器

PM-64系列

特点：简易连接装置，实现了快速连接，非常简便

(1) ·大大节省了空间。从光轴中心至电缆弯曲部位的尺寸最多减

至1/2。

(2) ·连接器连接型，省去了以往需要实施锡焊、绝缘处理等一切

麻烦。

(3)·提高维护性和施工性，大幅降低成本。（四）邦纳

（1）·QS30ELVC系列传感器：为测透明的，半透明的物体提供一种易于使用，高性能的传感器QS30ELVC系列，其特有坚固的ABS

外壳和丙烯透镜，达到IP67 的等级，为测透明的，半透明的物

体提供一种易于使用，高性能的传感器；（图1）

（2）·SM30 & SMI30系列：标准的,高能的本质安全型对照式传感器,圆柱型,带M30螺纹；（图2）

（3）·PicoDot PD 系列：轻巧的聚焦式和反射板式雷射光传感器,加强型外壳适用于精确到位检测,检查和记数；（图3）

图1 图2 图3

4、大型光电传感器

大型光电传感器能感测距离达200 公尺，具交流ac ，直流dc ，或ac/dc 交直流通用电压并且提供电机电绎输出。尺寸范围从67x52x25 mm 到

98.6x54.6x44.5 mm 。

主要型号：

（1）·Q45 系列：高级一体式,加强型外壳设计的传感器,具有优良的光学性能；（图1）

（2）·Q60：背景消除系列：雷射或LED传感器,适用于检测低反射率物体,可忽略背景。（图2）

图1 图2

5、放大器分离型光电传感器

放大器分离型光电传感器有两个组成：放大器可以被规划使用于制程；分离型光电传感器头尺寸小到分离安装于小空间。

主要型号：

（1）·PICO-AMP MD14 系列全能型放大器,带有适于安装在狭小区域内的远程传感器头

（2）·MICRO-AMP 系列远程传感器、逻辑模块、放大器构建的通用型系统。

（3）·分离式感测器配合放大器模块一起使用的超小型传感器头,适合安

装在狭小区域内。

6、光纤传感器

光纤传感器是适合某些严刻的情况：高振动，极热与湿，易爆，或腐蚀性环境。在狭窄区域，灵活的纤维可精确地被安装。

主要型号：

（1）·D10系列高性能, 低对比度塑料光纤放大器．带有光柱指示或者数字显示

（2）·R55F 光纤感测器系列先进型光纤色标传感器可以检测低对比度色标,可选白光,蓝光,绿光或者红外光的LED

五光电传感器的发展前景

咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，2010年全球传感器市场达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。

六参考文献

[1]王庆有光电传感器应用技术机械工业出版社.

[2]叶湘滨传感器原理设计与应用

[3]张建民传感器与检测技术

[4]何男王生泽光电一体化光电传感器及其应用化学工业出版社

[5]曾光奇胡均安工程测试技术基础华中科技大学出版社

光电传感器在生活中的应用-

光电传感器在生活中的应用 ——CCD图像传感器摘要：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。光电传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。关键字：光电传感器；CCD图像传感器正文一、CCD的工作方式 ?CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。 ?CCD(Charge Coupled Devices，CCD)由大量独立光敏元件组成，每个光敏元件也叫—个像素。这些光敏元件通常是按矩阵排列的，光线透过镜头照射到光电二极管上，并被转换成电荷。每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度，图像光信号转换为电信号。当CCD工作时，CCD将各个像素的信息经过模傲转换器处理后变成数字信号，数字信号以一一定格式压缩后存入缓存内，然后图像数据根据不间的需要以数字信号和视频信号的方式输出。

虚拟现实应用开发调查报告

虚拟现实应用开发调查报告 1 概述 1.1 虚拟现实虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(Virtual Reality，简称 VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。 ·模拟环境：是由计算机生成实时动态的三维立体逼真图像。 ·感知：是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。 ·自然技能：是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。 ·传感设备：是指人机三维交互设备。 1.2 平台开发现在虚拟现实的设备（产品）基本上都是头戴式的头盔，这个头盔基本上都是两块屏在眼睛附近，剥夺掉眼睛对于现实的感知，营造一个虚拟的视觉空间。其实耳机就像是一个声学界的虚拟现实，因为耳机对原来现

实中的声音进行屏蔽，耳朵只会听到从耳机设备中传出来的声音。近几年VR 相关的计算机软硬件技术得到了快速发展，重磅产品面市在即，并且千元左右的价格处于大众可以接受的区间： 1.3应用市场图1 虚拟现实技术应用市场 *开发难度由上至下依次递增

2 行业分析 2.1 发展轨迹按照全球非常著名的IT咨询机构Gartner发布的技术成熟度曲线（如下图），VR技术已进入稳步爬升的光明期，即将进入产业化、商业化时代。图2 虚拟现实技术成熟度曲线 2.2 元件指标日益成熟

光电传感器的设计

光电传感器的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

光电传感器的设计题目：光电传感器的设计院（系）：信息工程学院专业：光电信息科学与工程姓名：褚飞亚学号： 20 指导教师：张洋洋 2016年6月27号

摘要随着信息技术的迅猛发展，传感器的应用技术也在飞速发展，新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口，作为捕获信息的主要工具，在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支，俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带，是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们，应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。所以借此次课程设计来设计一个光控大门，即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。

目录 1、设计要求...............................................错误!未定义书签。功能与用途 ............................................................................................. 错误!未定义书签。指标要求 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 2、光电传感器介绍及工作原理 ...............错误!未定义书签。、光电传感器 ......................................................................................... 错误!未定义书签。工作原理 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 3、方案设计...............................................错误!未定义书签。 4、元件选择和电路设计 ...........................错误!未定义书签。元件选择 ................................................................................................. 错误!未定义书签。电路设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 5、总结.......................................................错误!未定义书签。参考文献.....................................................错误!未定义书签。

传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16

传感器技术的研究应用现状与发展前景传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况，并通过简述当前的应用实例，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展，在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理，而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统，它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑，把通信系统比喻为传递信息的神经系统，那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目

光电传感器的发展及其应用

光电传感器的发展及其应用摘要：光电式传感器（photoelectric transducer），基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。关键词：光电传感器、光电效应、发展、应用实例 1 引言光电传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 2 光电传感器原理及应用 2.1光电式传感器光电传感器又称光传感器，其基本原理是以光电效应为基础，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1，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[1]。图 1

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： ⑴、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。 ⑵、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。 ⑶、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2所示的电路。图3（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3所示。图2 图3 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

光电传感器实验心得

竭诚为您提供优质文档/双击可除光电传感器实验心得篇一：光电传感器实验 Dh-sJ3光电传感器物理设计性实验装置（实验指导书）实验讲义请勿带走杭州大华科教仪器研究所杭州大华仪器制造有限公司 Dh-sJ3光电传感器物理设计性实验装置光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，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它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光

敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。当然近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的ApD雪崩式光电二极管，半导体光敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、ccD图像传感器等，为光电传感器的应用开创了新的一页。本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。一、实验目的 1、了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。 2、了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。 3、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线

光电传感器介绍

光电式传感器 1.概述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。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。光电式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。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子，即光子概念，对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是：表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n，那么每个光子的能量为E＝hv, 动量为。由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是：

(1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv，动量为。由N个光子组成的光子流，能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用，即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。根据能量守恒定律，约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动能，所以对于电子应有： 2.2 内光电效应光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。光电效应：当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者使其产生电动势，导致与其相连接的闭合回路中电流的变化，从而实现了光—电转换过程。在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。 2.2.1光电导效应光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应（又称为光电效应、光敏效应），即光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。

光电传感器创新应用

光电传感器创新应用 [摘要]光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、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领域中应用非常广泛。 [关键词]光电式传感器创新应用一、光电传感器基本知识光电传感器最根本的原理是光电效应,光电效应又分为外光电效应和内光电效应外光电效应: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。在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类:(1)光电导效应。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。(2)光生伏特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计,光电传感器几乎被应用于生活的各个方面。光电传感器特点有:(1)检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限制很少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。(3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短。(4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进行检测。(7)便于调整。在投射可视光的类

有关光电传感器的调研报告

<<关于光电传感器的检索>> 系部：机械与电子工程系专业：机械设计制造及自动化班级：N机自09—2F 姓名：黄东学号：24091901561 序号：32 2012年5月9日

关于光电传感器的检索摘要本文主要阐述了光电传感器对人们日常生活及未来生活发展的影响，并在其工作原理、分类和在各个领域的用途做出简短介绍，最后调研了国内外生产其产品的各公司的概况及发展状况，对比了其性能指标，并对光电传感器产品的发展前景做出了预估。目录引言 ---------------------------------------- - 4 -

光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势重点

光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节, 而测试技术与自动控制水平的高低, 是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文介绍了光电传感器的原理, 列举了光电传感器在汽车一些方面的应用。关键词:光电传感器;汽车传感器;应用;发展趋势 The Adhibition and Development Tendency of Photo-sensor of the Motor Vehicle Abstract:Sensor is the important technological foundation of the new technology revolution and the information society.The sensor techniques is a important part to realize the test and automatic control.The level of the testing technology ang automatic control is th e important symbol to measure the modernization of a country’ s science and technology.This paper introduces the principle of photo-sensor and enumerates some photo-sensors applied on the motor vehicles. Keywords:photo-sensor;automotive sensors;adhibition;development tendency 0 引言随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及, 新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中, 传感器担负着采集和传输功能, 它是电子控制中非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器, 通常由光源、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

光电传感器的原理及应用

光电传感器的原理与应用学院：班级：学号：姓名：指导老师：

电感式传感器的原理及应用摘要：将被测量变化转换成电感量变化的传感器，称为电感式传感器。电感它利用电磁感应原理将被测非电量(位移、压力、流量、振动等)转换为线圈自感系数L 或互感系数M 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。其工作流程图如下所示：关键字：电感测微仪、原理、应用，发展正文： 1.电感式传感器的原理、组成及特点电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。电感式传感器具有以下特点：（1）结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。（2）灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。（3）线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传感器非线性误差可达0.05%-0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。 2.电感式传感器的类别及其在实际生活中的应用常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。 1、变间隙型电感传感器这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。原理图如下所示：输入量（温度、压力等） LC 振荡电路测量电路输出（电压、电流的变化量）

传感器原理与应用习题第8章光电式传感器

传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第 3 版）贾伯年主编，及其他参考书第8 章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的PN 结，当光照射在PN 结上时，在结的两端出现电动势。当光照到PN 结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N 区聚积负电荷，P 区聚积正电荷，这样N 区和P 区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？ 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。 8-6 简述CCD 图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓PSD ？简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图8-33（b）所示光电式数字测速仪的工作原理。（1 ）若采用红外发光器件为光源，虽看不见灯亮，电路却能正常工作，为什么？（ 2 ）当改用小白炽灯作光源后，却不能正常工作，试分析原因。

光电传感器在汽车上的应用及发展

传感器与检测技术论文题目：光电传感器在汽车上的应用班级：2013级电子信息工程1班学号：：俊旭指导老师：江华 2016.5.2

摘要光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后，借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛，它是采用光电元件作为检测元件的传感器，具有反应快、精度高、非接触等优点，而且可测参数多，结构简单，形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。关键词：光电传感器；汽车；应用；

目录一、引言二、光电传感器 2.1 光电传感器的概念 2.2 光电传感器的工作原理 2.3 光电传感器的分类三、光电式传感器在汽车上的应用 3.1 光电式车高传感器 3.2 光电式转向传感器 3.3光电式光量传感器 3.4 光电式车速传感器四、参考文献

一、引言随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及，新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染，已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中，传感器担负着采集和传输功能，它是电子控制中非常重要的部件，其技术性能的好坏，直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。本文主要讲述了传感器在汽车技术中的应用以及各种汽车传感器的工作原理和在汽车技术中的作用。其中转速传感器是检测发动机的转速、空气流量传感器检测发动机的进气量以更好的控制空燃比、节气门位置传感器是将节气门开度转换为电信号，通过ECU控制喷油量、进气温度传感器是检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电压信号输入ECU作为喷油修正信号、氧传感器是根据化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。

红外传感器的开题报告

开题报告课题名称红外传感器的设计课题来源自选课题类型DX 指导教师学生姓名学号专业电子科技（一）调研资料的准备： [1] 张洪润.传感器应用设计300例(上册)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.3-22. [2] 邓重一.光电开关原理及应用[J].传感器世界,2003,(12):19-22. [3] 孙学明于冀平.使用脉冲重合技术的红外光电开关[J].中国测试技术,2004,(6):18-21. [4] 梁坝齐.极具特色的新型传感器激光型光电开关[J].传感器世界,2004,10(8):6-11. [5] D.Tulone.A resource-efficient time estimation forwireless sensor networks.In Proc.of the 4th wokshop ofprinciples of Mobile Computing,p52-59,Oct 2004. （二）设计的原理和意义: 1. 人体热释电红外传感器：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能触发开关动作。当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后或在感应区域内无动作，开关延时（时间可调TIME 5-120秒）自动关闭负载。 2. 红外传感器在现代化生活中发挥着巨大作用。（三）研究内容及目标 1.红外传感器的应用。 2. 制作人体红外传感器开关。（四）任务完成的阶段内容及时间安排

光电传感器的应用与发展

光电传感器的应用与发展一、引文光电传感器主要作为一种检测装置，目前常用的光传感器类型主要有光电管、光电倍增管和半导体光敏元件。由于它具有精度高，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，体积小，已经获得了广泛应用。 1. 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的，一般情况下，它有三部分组成，可分为发送器、接收器和检测电路。投光器发出的光束被物体阻断或部分反射，受光器最终作出判断，发射器发射光束一般来源于半导体的光源一一发光二极管和激光二极管，光束不间断的发射或改变脉冲宽度，接收器有光电二极管或光电三极管组成，在接收器前面装有光学元件一一透镜或光圈，在其后面检测电路，滤出有效信号和应用信号，实现控制。图1光电传感器的四种基本形式光电式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。如自动门传感、色标检出等。 2. 结构与分类

在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流, 理现象称为光电效应。通常把光电效应分为三类：在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。件有光电管、光电倍增管等。图3光敏电阻基本结构在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。研究现状与前景 1. 工作特点 1) 检测距离长。在对射型中保留 10m 以上的检测距离等，便能实现其他检测手段。 2) 对检测物体的限制少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃 ?塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。 3) 响应时间短。光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间。 4) 分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现即光生电。这种物基于外光电效应的光电元图2光电管基本结构在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。件有光敏电阻、光敏晶体管等。基于内光电效应的光电元电极? (ELECTRaOB■ CDS -申哙期蚪整 h 环誉ix 冲代电 2C 土防利脂，胶恒E 弓如 GLUE)

光电传感器应用

浙江工业职业技术学院

消除或削弱背景光及温度等因素的影响。二、应用举例 1．光电比色温度计（光源本身是被测物）（1）问题的提出：高温测量，物体辐射出的光波与温度有关。（2）原理：根据热辐射定律，使用光电池进行非接触测温。根据有关的辐射定律，物体在两个特定波长λ1、λ2上的辐射程度 Iλ1、Iλ2之比与该物体的温度成指数关系。 Iλ1/Iλ2=K1e-K2/T 由光路图及电路原理框图介绍其原理，注意参比信号。2．光电式烟尘浓度计（透射式）（1）问题的提出：为了控制和减少烟尘的排放量和节能的要求，对烟尘的监测是必须的。（2）通过光路及电路原理框图介绍其原理，注意参比信号，由于两个通道结构完全一样，所以在最后运算U1/U2值时，上述误差可自动抵消，减小了测量误差。 3．光电式转速表（反射式）（1）问题的提出：由于机械式转速表和接触式电子转速表精度不高，且影响被测物的运转状态，已不能满足自动化的要求。光电式转速计可用于测量高转速而又不影响被测物；（2）通过光路及电路原理框图介绍其原理： a）选用光电二极管（响应时间短）用于高频调制信号测量；

b）数字量测量，不用参比信号。 4．光电式边缘位置检测器（遮挡式）（1）问题的提出：光电式边缘位置检测器是用来检测带型材料在生产过程中偏离正确位置的大小及方向，从而为纠偏控制电路提供纠偏信号。（2）通过光路及转换电路介绍其原理： a）光路一半遮挡一半透过； b）桥路及运算放大器组成，接入参比光敏电阻； c）光敏电阻一般不能作模拟量测量，这里限用于控制。三、总结以上各例使学生建立光路系统与电路结合的概念，并能举一反三、灵活应用。小结： 1、光电式传感器的应用类型 2、应用举例

《光电传感器介绍》(参考Word)

光电式传感器 1.概述 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 2.2 内光电效应 2.2.1光电导效应 2.2.2光电转换元件 3.光电式传感器 3.1工作原理 3.2光电传感器分类 4.光电传感器应用 4.1光电传感器优点 4.1.1光电式带材跑偏检测器 4.1.2包装充填物高度检测 4.1.3光电色质检测 4.1.4烟尘浊度监测仪 4.1.5其他方面的应用 5.光纤传感器 5.1基本工作原理 5.2光纤的种类与特性 5.3光纤传感器的应用 6.常用光电传感器及生产厂家和参数光电式传感器

1.概述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。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。光电式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。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子，即光子概念，对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是：表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n，那么每个光子的能量为E＝hv, 动量为。由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是： (1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv，动量为。由N个光子组成的光子流，能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用，即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。根据能量守恒定律，约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动能，所以对于电子应有：

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