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传感器知识 第9章 光电传感器学习资料 .ppt

发布:2025-03-15约7.41千字共79页下载文档
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第九章光电传感器本章学习光电效应、光电元件的结构、工作原理、特性以及光电传感器的各种应用,掌握光电开关的使用方法。光敏二极管的反向偏置接法在没有光照时,由于二极管反向偏置,所以反向电流很小,这时的电流称为暗电流,相当于普通二极管的反向饱和漏电流。当光照射在二极管的PN结(又称耗尽层)上时,在PN结附近产生的电子-空穴对数量也随之增加,光电流也相应增大,光电流与照度成正比。光敏二极管的反向偏置接线(参考上页图)及光电特性演示在没有光照时,由于二极管反向偏置,反向电流(暗电流)很小。光电池外形能提供较大电流的大面积光电池外形其他光电池及在照度测量中的应用光电池在动力方面的应用光电池在动力方面的应用(续)光电池在动力方面的应用(续)补充光电开关及光电断续器从原理上讲,光电开关及光电断续器没有太大的差别,都是由红外线发射元件与光敏接收元件组成,只是光电断续器是整体结构,其检测距离只有几毫米至几十毫米,而光电开关的检测距离可达几米至几十米。一、光电开关的结构和分类光电开关可分为遮断型和反射型两大类。遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放,轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时,红外光束被遮断,接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。遮断型光电开关的检测距离一般可达十几米,对所有能遮断光线的物体均可检测。光电开关外形遮断型光电开关示意图遮断式光电开关原理光电开关在流水线上的应用光幕两个柱形结构相对而立,每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管,形成光幕,当有物体遮挡住光线时,传感器发出报警信号。光幕应用当有物体遮挡住光线时,传感器发出报警信号,起保护、预警等作用。光幕应用(续)光幕应用(续)

光幕应用(续)光幕应用(续)光幕应用(续)光幕应用(续)光幕应用(续)反射型光电开关反射型光电开关分为两种情况:反射镜反射型及被测物漫反射型(简称散射型)。定区域反射式光电开关原理反射型光电开关及反射镜外形三角反射镜反射镜反射型光电开关工作原理调制型光电开关原理光电开关的LED多采用中频(40kHz左右)窄脉冲电流驱动,从而发射40kHz调制光脉冲。相应地,接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理,可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰,又可减小发射LED的功耗。被测物漫反射型光电开关原理漫反射型光电开关的应用请思考如何将光电开关用于卫生间的自动冲水设备反射型光电开关外形反射型光电开关外形(续)智能化自学习型光电开关智能化光电开关的自学习过程示意图表面反射率对于漫反射式光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回接收器,所以检测距离和被检测物体的表面反射率及粗糙程度将决定接收器接收到光线强度,被检测物体的表面还应尽量垂直于光电开关的发射光线。光电开关应用(续)光电开关应用(续)光电开关应用(续)光电开关应用(续)二、光电断续器光电断续器可分为遮断型和反射型两种。遮断型光电断续器也称为槽式光电开关,通常是标准的U字型结构。其发射器和接收器做在体积很小的同一塑料壳体中,分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,两者能可靠地对准,为安装和使用提供了方便。当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生表示检测到的开关量信号。槽式光电开关比较可靠,较适合高速检测。反射式光电断续器光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。它广泛应用于自动控制系统、生产流水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。光电断续器的发光二极管可以直接用直流电驱动,亦可用40kHz尖脉冲电流驱动;红外LED的正向压降约为1.1~1.3V,驱动电流控制在20mA以内。光电断续器外形光电断续器外形(续)光电断续器的应用光电断续器的应用(续)光电传感器的其他用途(续)漫反射光线反射光线被检测物体光发射器和光接受器发射光线漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体。当被测物体经过该光电开关时,发射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受,于是产生开关信号。额定距离电源指示信号指示灵敏度调节电位器常规反射型光电开关的动作距离是不变的(与型号有关),当检测流水线上的漫反射物体时,必须调节安装距离,十分不方便。自学习型光电开关上设置了一只阈值开关,当流水线上的被检测物体到达光电开关面前时,按下阈值开关数秒,待“学习”

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