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    [分享]光電檢測技術(shù)介紹 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2011-07-18
    (一)檢測 W(hMft%  
      一、檢測是通過一定的物理方式,分辨出被測參數(shù)量病歸屬到某一范圍帶,以此來判別被測參數(shù)是否合格或參數(shù)量是否存在。測量時將被測的未知量與同性質(zhì)的標準量進行比較,確定被測量隊標準量的倍數(shù),并通過數(shù)字表示出這個倍數(shù)的過程。 F]m gmYD%  
      在自動化和檢測領(lǐng)域,檢測的任務(wù)不僅是對成品或半成品的檢驗和測量,而且為了檢查、監(jiān)督和控制某個生產(chǎn)過程或運動對象使之處于人們選定的最佳狀況,需要隨時檢測和測量各種參量的大小和變化等情況。這種對生產(chǎn)過程和運動對象實時檢測和測量的技術(shù)又稱為工程檢測技術(shù)。 Z`&4SH=j  
      測量有兩種方式:即直接測量和間接測量 kPjd_8z2n  
      直接測量是對被測量進行測量時,對以表讀數(shù)不經(jīng)任何運算,直接的出被測量的數(shù)值,如:用溫度計測量溫度,用萬用表測量電壓 =YG _z^'  
      間接測量是測量幾個與被測量有關(guān)的物理量,通過函數(shù)關(guān)系是計算出被測量的數(shù)值。如:功率P與電壓V和電流I有關(guān),即P=VI,通過測量到的電壓和電流,計算出功率。 NvN~@TL28  
      直接測量簡單、方便,在實際中使用較多;但在無法采用直接測量方式、直接測量不方便或直接測量誤差大等情況下,可采用間接測量方式。 w{dIFvQ"$  
      光電傳感器與敏感器的概念 ,/O[=9l36R  
      傳感器的作用是將非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系得電量輸出,它本質(zhì)上是非電量系統(tǒng)與電量系統(tǒng)之間的接口。在檢測和控制過程中,傳感器是必不可少的轉(zhuǎn)換器件。從能量角度出發(fā),可將傳感器劃分為兩種類型:一類是能量控制型傳感器,也稱有源傳感器;另一類是能量轉(zhuǎn)換傳感器,也稱無源傳感器。能量控制型傳感器是指傳感器將被測量的變換轉(zhuǎn)換成電參數(shù)(如電阻、電容)的變化,傳感器需外加激勵電源,才可將被測量參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電壓、電流的變化。而能量轉(zhuǎn)換型傳感器可直接將被測量的變化轉(zhuǎn)換成電壓、電流的變化,不需外加激勵源。 )NR Q2  
      在很多情況下,所需要測量的非電量并不是傳感器所能轉(zhuǎn)換的那種非電量,這就需要在傳感器前面加一個能夠把被測非電量轉(zhuǎn)換為該傳感器能夠接收和轉(zhuǎn)換的非電量的裝置或器件。這種能夠被測非電量轉(zhuǎn)換為可用電量的元器件或裝置成為敏感器。例如用電阻應(yīng)變片測量電壓時,就需要將應(yīng)變片粘貼到售壓力的彈性原件上,彈性原件將壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變力,應(yīng)變片再將應(yīng)變力轉(zhuǎn)換為電阻的變化。這里應(yīng)變片便是傳感器,而彈性原件便是敏感器。敏感器和傳感器隨然都可對被測非電量進行轉(zhuǎn)換,但敏感器是把被測量轉(zhuǎn)換為可用非電量,而傳感器是把被測非電量轉(zhuǎn)換為電量。 P00f 6  
      二、光電傳感器是基于光電效應(yīng),將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器,廣泛應(yīng)用于自動控制、宇航和廣播電視等各個領(lǐng)域。 6:% L![FX  
      光電傳感器主要噢有光電二極管、光電晶體管、光敏電阻Cds、光電耦合器、繼承光電傳感器、光電池和圖像傳感器等。主要種類表如下圖所示。實際應(yīng)用時,要選擇適宜的傳感器才能達到預(yù)期的效果。大致的選用原則是:高速的光電檢測電路、寬范圍照度的照度計、超高速的激光傳感器宜選用光電二極管;幾千赫茲的簡單脈沖光電傳感器、簡單電路中的低速脈沖光電開關(guān)宜選用光電晶體管;響應(yīng)速度雖慢,但性能良好的電阻橋式傳感器以及具有電阻性質(zhì)的光電傳感器、路燈自動亮滅電路中的光電傳感器、隨光的強弱成比例改變的可變電阻等宜選用Cds和Pbs光敏元件;旋轉(zhuǎn)編碼器、速度傳感器、超高速的激光傳感器宜選用集成光電傳感器。 A6oq.I0  
      光電傳感器類型 光電傳感器實例 }KD;0t4  
      PN結(jié) PN光電二極管(材料采用Si,Ge,GaAs) b~BIz95  
      PIN光電二極管(材料采用Si) }Yv\0\~'W|  
      雪崩光電二極管(材料采用Si,Ge) ~}ET?Q7t  
      光電晶體管(光電達林頓管)(材料采用Si) MV=9!{`  
      集成光電傳感器和光電晶閘管(材料采用Si) ESoAz o,u  
      非PN結(jié) 光電元件(材料采用CdS,CdSe,Se,PbS) B4XZko(  
      熱電元件(材料采用(PZT,LiTaO3,PbTiO3) rfw-^`&{  
      電子管類 光電管,攝像管,光電倍增管 Db"DG(  
      其他類 色敏傳感器(材料采用Si,α-Si) kbPE "urR  
      固體圖像傳感器(材料采用Si,有CCD型,MOS型,CPD型 U=8@@ yE  
      位置檢測用元件(PSD)(材料采用Si) 1.q_f<U  
      光電池(光電二極管)(材料用Si) gGMWr.! 8  
     。ǘ┕怆姕y試技術(shù)簡介 Rte+(- iL  
      光電檢測技術(shù)是光電信息技術(shù)的主要技術(shù)之一,它主要包括光電變換技術(shù)、光信息獲取與光信息測量技術(shù)以及測量信息的光電處理技術(shù)等。如用光電方法實現(xiàn)各種物理量的測量,微光、弱光測量,紅外測量,光掃描、光跟蹤測量,激光測量,光纖測量,圖象像測量等。 $0^P0RAH  
      光電檢測技術(shù)將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)對各種量的測量,他具有如下特點: _73h<|0  
     。1)高精度。光電測量的精度是各種測量技術(shù)中精度最高的一種。如用激光干涉法測量長度的精度可達0.05μm/m;光柵莫爾條紋法測角可達到 ;用激光測距法測量地球與月球之間距離的分辨力可達到1m。 A?Wk  w f  
     。2)高速度。光電測量以光為媒介,而光是各種物質(zhì)中傳播速度最快的,無疑用光學(xué)方法獲取和傳遞信息是最快的。 P IXL6  
     。3)遠距離、大量程。光是最便于遠距離粗寒痹的介質(zhì),尤其適用于遙控和遙測,如武器制導(dǎo)、光電跟蹤、電視遙測等。 gN {'UDg  
     。4)非接觸測量。光照到被測物體上可以認為是沒有測量力的,因此也無摩擦,可以實現(xiàn)動態(tài)測量,是各種測量方法中效率最高的一種。 p h[\)  
     。5)壽命長。在理論上光波是永不磨損的,只要復(fù)現(xiàn)性做得好,可以永久的使用。 ]