光電傳感器通常由三部分構成,它們分別為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)射器帶一個校準鏡頭,將光聚焦射向接收器,接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈作為光源,這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。光敏二極管是現(xiàn)在極常見的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣,只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,以便于光線射入,為增加受光面積,PN結的面積做得較大,光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,并與負載電阻相串聯(lián),當無光照時,它與普通二極管一樣,反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時,載流子被激發(fā),產(chǎn)生電子-空穴,稱為光電載流子。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙、海洋、環(huán)境、資源調查、醫(yī)學、生物、甚至文物等等極其之泛的領域。上海智能化傳感器
模擬式光電傳感器的應用
通常有以下四種形式。
1)光源本身是被測物,它發(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),這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計。
2)恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物,其中一部分被吸收,剩余的部分投射到光電元件上,吸收量取決于被測物的某些參數(shù)??捎糜跍y量透明度、混濁度。
3)恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上,由被測物表面反射后再投射到光電元件上。反射光的強弱取決于被測物表面的性質和狀態(tài),因此可用于測量工件表面粗糙度、紙張的白度等。
4)從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達光電元件的途中受到被測物的遮擋,使投射到光電元件上的光通量減弱,光電元件的輸出反映了被測物的尺寸或位置。這種傳感器可用于工件尺寸測量、振動測量等場合。 發(fā)展傳感器變速光譜共焦位移傳感器。
④分辨率高 能通過高級設計技術使投光光束集中在小光點,或通過構成特殊的受光光學系統(tǒng),來實現(xiàn)高分辨率。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。
⑤可實現(xiàn)非接觸的檢測 可以無須機械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測,因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此,傳感器能長期使用。 ⑥可實現(xiàn)顏色判別 通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質,可對檢測物體的顏色進行檢測。
⑦便于調整 在投射可視光的類型中,投光光束是眼睛可見的,便于對檢測物體的位置進行調整。
測控技術與儀器:綜合性學科
新中國成立后,急需儀器儀表技術人才。1952年,由天津大學、浙江大學籌建了精密機械儀器專業(yè)和光學儀器專業(yè),以滿足工業(yè)、企業(yè)發(fā)展的需要。隨后,中國其他高校也相繼籌建儀器專業(yè),并借鑒前蘇聯(lián)的辦學模式,適應于各種儀器、儀表類別的專業(yè)不斷涌現(xiàn)。計量儀器、光學儀器、計時儀器、分析儀器、熱工儀表、航空儀表、航海儀器、電子測量儀器、科學儀器和醫(yī)療儀器等十多個儀器、儀表類專業(yè)相繼產(chǎn)生,形成專業(yè)群。 傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。
CCD圖像傳感器:用于攝像機等領域的元件。
CCD圖像傳感器(Charged Coupled Device)于1969年在貝爾試驗室研制成功,之后由日商等公司開始量產(chǎn),其發(fā)展歷程已經(jīng)將近30多年,從初期的10多萬像素已經(jīng)發(fā)展至目前主流應用的兩千多萬像素。CCD又可分為線陣(Linear)與面陣(Area)兩種,其中線陣應用于影像掃瞄器及傳真機上,而面陣主要應用于工業(yè)相機、數(shù)碼相機(DSC)、攝錄影機、監(jiān)視攝影機等多項影像輸入產(chǎn)品上。1969年,博伊爾和史密斯極富創(chuàng)意地發(fā)明了一種半導體裝置,可以把光學影像轉化為數(shù)字信號,這一裝置,就是CCD圖像傳感器。 “能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。電子傳感器型號
傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成.上海智能化傳感器
處理在信號的處理階段,主要是對數(shù)字信號進行處理以便顯示,或者發(fā)出控制信號。我們通過顯示出來的信號來判斷自動化系統(tǒng)上對象的運轉是否正常,如果信號顯示不正常,就需要對信號進行計算與處理,得到控制信號發(fā)送給對象,使對象調整運轉的狀態(tài)以復歸正常。顯示控制在顯示與控制環(huán)節(jié),顯示主要是指將數(shù)字信號通過便于我們觀察的形式顯示出來以便我們進行判斷,控制主要是指將控制信號傳送給并作用于對象的過程。上面的四個環(huán)節(jié)就構成了整個測控的過程,如果包括控制的過程,則剛好形成了一個閉環(huán),即信號從對象開始,經(jīng)過采集、整理、處理,結尾又將控制信號作用于對象的閉環(huán)。上海智能化傳感器