常用光电传感器的特性及其应用实验

  1. 实验负责人:
  2. 小组成员:朱世秋
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随着科技的发展,人类越来越注重信息和自动化,在日常的生产学习过程中,人们常常要进行自动筛选、自动传送,而为了实现这些,光电传感发挥了不可磨灭的作用。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因受到光的照射而发生变化。

  1. 光源的分类及其应用
  2. 敏电阻特性实验
  3. 光电二极管、三极管特性实验
  4. 硅光电池特性实验
  1. 外光电效应(爱因斯坦光电效应)
  2. 内光电效应
  1. CCD图像传感器
  2. COMS图像传感器
  1. 光的干涉、衍射、偏振实验系统的设计与搭建
  2. 液晶电光效应检测系统的设计与搭建
  3. 铌酸锂晶体电光调制实验系统的设计与搭建
  1. 了解各类光电传感器的光电特性、光谱响应特性、频率特性等基本特性,测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。
  2. 理解光电效应的原理及实验验证过程。
  3. 了解图像传感器的工作原理及实验设计方法。
  4. 掌握设计光电测量系统的方法与能力。
  1. 理解各位光电传感器的工作原理、使用方法
  2. 理解光电效应实验原理
  3. 了解图像传感器的工作原理及实验设计方法
  4. 掌握利用所学实验原理进行实验设计的方法

在光电检测和自动控制方面的应用
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。

用光电元件作敏感元件的光电传感器,其种类繁多,用途广泛。按光电传感器的输出量性质可分为两类:
(1 )把被测量转换成连续变化的光电流而制成的光电测量仪器,可用来测量光的强度以及物体的温度、透光能力、位移及表面状态等物理量。例如:测量光强的照度计,光电高温计,光电比色计和浊度计,预防火灾的光电报警器,构成检查被加工零件的直径、长度、椭圆度及表面粗糙度等自动检测装置和仪器,其敏感元件均用光电元件。半导体光电元件不仅在民用工业领域中得到广泛的应用,在军事上更有它重要的地位。例如用硫化铅光敏电阻可做成红外夜视仪、红外线照相仪及红外线导航系统等;
(2 )把被测量转换成继续变化的光电流。利用光电元件在受光照或无光照射时“ 有” 或“无”电信号输出的特性制成的各种光电自动装置。光电元件用作开关式光电转换元件。例如电子计算机的光电输入器,开关式温度调节装置及转速测量数字式光电测速仪等。

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、条形码扫描笔

当扫描笔头在条形码上移动时,若遇到黑色线条,发光二极管的光线将被黑线吸收,光敏三极管接收不到反射光,呈高阻抗,处于截止状态。当遇到白色间隔时,发光二极管所发出的光线,被反射到光敏三极管的基极,光敏三极管产生光电流而导通。整个条形码被扫描过之后,光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号,该信号经放大、整形后便形成脉冲列,再经计算机处理,完成对条形码信息的识别。

三、产品计数器

产品在传送带上运行时,不断地遮挡光源到光电传感器的光路,使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次,光电传感器电路便产生一个脉冲信号,因此,输出的脉冲数即代表产品的数目,该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。

四、光电式烟雾报警器

没有烟雾时,发光二极管发出的光线直线传播,光电三极管没有接收信号。没有输出,有烟雾时,发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射,使三极管接受到光线,有信号输出,发出报警。

五、测量转速

在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色,转动时,反射光与不反射光交替出现,光电传感器相应地间断接收光的反射信号,并输出间断的电信号,再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号,最后由电子数字显示器输出电机的转速。

讨论区

欢迎大家留言讨论! — 乐永康 2019/12/05 13:01
谢谢王老师! — 乐永康 2020/01/31 14:42
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  • 最后更改: 2020/01/31 14:45
  • 由 xiaole