《光電傳感器修改》ppt課件(文件)

　

【正文】 0 800 1000 0 （ 3）光照特性 光敏三極管的光照特性如圖所示。 暗電流 /mA 光電流 /mA 10 20 30 40 50 60 70 T /186。 （ 5）光敏三極管的頻率特性 光敏三極管的頻率特性曲線如圖所示 。硅管的頻率響應(yīng)要比鍺管好 。這光束由帶材遮擋一部分，另一部分射到角矩陣反射鏡 6后被反射，又經(jīng)透鏡 半透反射鏡 3和雙凸鏡 7會聚于光敏晶體管 8上。 透射式光電轉(zhuǎn)速表。 在待測轉(zhuǎn)速的軸上固定一個涂上黑白相間條紋的圓盤，它們具有不同的反射率。 CCD自 1970年問世以后 ， 由于它的低噪聲等特點(diǎn) ， CCD圖象傳感器廣泛的被應(yīng)用在微光電視攝像 、 信息存儲和信息處理等方面 。 當(dāng)向 SiO2表面的電極加正偏壓時 ， P型硅襯底中形成耗盡區(qū) （ 勢阱 ） ， 耗盡區(qū)的深度隨正偏壓升高而加大 。 也有二相 、 三相等控制方式之分 。 圖 (b)采用電注入方式 。 終端的輸出二極管搜集了少數(shù)載流子 ，送入放大器處理 ， 便實(shí)現(xiàn) 電荷移動 。 在光積分時間結(jié)束時 ,轉(zhuǎn)移柵上的電壓提高 (平時低電壓 ),與 CCD對應(yīng)的電極也同時處于高電壓狀態(tài) 。 這個過程重復(fù)地進(jìn)行就得到相繼的行輸出 ,從而讀出電荷圖形 。 目前存在三種典型結(jié)構(gòu)形式 ， 如圖所示 。 二相驅(qū)動 視頻輸出 行 掃 描 發(fā) 生 器 輸出寄存器 檢波二極管 二相驅(qū)動 感光區(qū) 溝阻 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 感光區(qū) 存儲區(qū) 析像單元 視頻輸出 輸出柵 串行讀出 面型 CCD圖像傳感器結(jié)構(gòu) (a) (b) 圖 （ b） 所示結(jié)構(gòu)增加了具有公共水平方向電極的不透光的信息存儲區(qū) 。 當(dāng)整幀視頻信號自存儲移出后 ， 就開始下一幀信號的形成 。即一列感光單元，一列不透光的存儲單元交替排列。這種結(jié)構(gòu)的器件操作簡單，但單元設(shè)計復(fù)雜，感光單元面積減小，圖像清晰。 絕緣玻璃 發(fā)光二極管 透明絕緣體 光敏三極管 塑料 發(fā)光二極管 光敏三極管 透明樹脂 1. 光電耦合器的結(jié)構(gòu) 采用金屬外殼和玻璃絕緣的結(jié)構(gòu) ， 在其中部對接 ， 采用環(huán)焊以保證發(fā)光二極管和光敏二極管對準(zhǔn) ， 以此來提高靈敏度 。 (a) (b) (c) (d) 光電耦合器的組合形式 該形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，通常用于 50kHz以下工作頻率的裝置內(nèi)。 一、煙塵濁度監(jiān)測儀 防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一 。 第五節(jié) 光電傳感器的應(yīng)用舉例 平行 光源 光電 探測 放大 顯示 刻度 校正 報警器 吸收式煙塵濁度檢測系統(tǒng)原理圖 煙道 二、光電轉(zhuǎn)速傳感器 2 3 1 2 3 1 (a) (b) 光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表工作原理圖 下圖是光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的工作原理圖。 三、光電池應(yīng)用 光電池主要有兩大類型的應(yīng)用： ?將光電池作光伏器件使用 ， 利用光伏作用直接將大陽能轉(zhuǎn)換成電能 ， 即太陽能電池 。 ?將光電池作光電轉(zhuǎn)換器件應(yīng)用 ， 需要光電池具有靈敏度高 、 響應(yīng)時間短等特性 ， 但不必需要像太陽電池那樣的光電轉(zhuǎn)換效率 。 調(diào)節(jié)控制器 逆變器 交流負(fù)載 太陽 電池 方陣 直流負(fù)載 太陽能電池電源系統(tǒng) 阻塞二極管 2．光電池在光電檢測和自動控制方面的應(yīng)用 光電池作為光電探測使用時 ， 其基本原理與光敏二極管相同 ， 但它們的基本結(jié)構(gòu)和制造工藝不完全相同 。 當(dāng)系統(tǒng)略有偏差時 ， 電路輸出差動信號帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行糾正 ， 以此達(dá)到跟蹤的目的 。 (c) 光電池觸發(fā)電路 R1 R2 R3 R4 R5 R6 BG1 BG2 BG3 BG4 C1 C2 C3 +12V W 圖 (c)為光電池觸發(fā)電路 。 在 實(shí) 際 應(yīng) 用中 ， 主要利用光電池的光照特性、 光譜特性 、 頻率特性和溫度特性等 ， 通過基本電路與其它電子線路的組合可實(shí)現(xiàn)或自動控制的目的 。 +12V 5G23 (d) 光電池放大電路 C3 12V W R1 R2 R3 R4 R5 C1 C2 1 8 7 6 5 4 3 2 圖 (d)為光電池放大電路 。 無光照時 ， 系統(tǒng)處于某一工作狀態(tài) ， 如通態(tài)或斷態(tài) 。 (a) 光電追蹤電路 +12V R4 R3 R6 R5 R2 R1 W BG1 BG2 圖 (a)為光電地構(gòu)成的光電跟蹤電路 ， 用兩只性能相似的同類光電池作為光電接收器件 。 光電池應(yīng)用舉例如下： 1．太陽電池電源 太陽電池電源系統(tǒng)主要由太陽電池方陣、蓄電池組、調(diào)節(jié)控制和阻塞二極管組成。 太陽能電池已在宇宙開發(fā) 、 航空 、 通信設(shè)施 、 太陽電池地面發(fā)電站 、日常生活和交通事業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 。 在待測轉(zhuǎn)速的軸上固定一個涂上黑白相間條紋的圓盤，它們具有不同的反射率。 煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的 。 該組合形式采用了放大三極管構(gòu)成的高傳輸效率的光電耦合器，適用于直接驅(qū)動和較低頻率的裝置中。 管心先裝于管腳上 ， 中間再用透明樹脂固定 ， 具有集光作用， 故此種結(jié)構(gòu)靈敏度較高 。我國也能生產(chǎn) 512 320像元的面型 CCD圖像傳感器。隨后，在每個水平回掃周期內(nèi)，存儲區(qū)中整個電荷圖像一次一行地向上移到水平讀出移位寄存器中。 光柵報時鐘 二相驅(qū)動 輸出寄存器 檢波二極管 視頻輸出 垂直轉(zhuǎn)移 寄存器 感光區(qū) 二相驅(qū)動 (c) 圖 (c)所示結(jié)構(gòu)是用得最多的一種結(jié)構(gòu)形式。 在垂直回掃結(jié)束后 ， 感光區(qū)回復(fù)到積光狀態(tài) 。行掃描電路將光敏元件內(nèi)的信息轉(zhuǎn)移到水平（行）方向上，由垂直方向的寄存器將信息轉(zhuǎn)移到輸出二極管，輸出信號由信號處理電路轉(zhuǎn)換為視頻圖像信號。 單 、 雙數(shù)光敏元件中的信號電荷分別轉(zhuǎn)移到上 、 下方的移位寄存器中 ， 然后 ， 在控制脈沖的作用下 ， 自左向右移動 ， 在輸出端交替合并輸出 ， 這樣就形成了原來光敏信號電荷的順序 。 當(dāng)轉(zhuǎn)移完畢 ,轉(zhuǎn)移柵電壓降低 ,梳妝電極電壓回復(fù)原來的高電壓狀態(tài) ,準(zhǔn)備下一次光積分周期 。 在每一個光敏元件上都有一個梳狀公共電極 ,由一個 P型溝阻使其在電氣上隔開 。然后 ， p3的電位升高 ， P2回到低電位 ， 電荷包從 P2下轉(zhuǎn)到 P3下的勢阱 （ t=t3） ， 以此控制 ， 使 P1下的電荷轉(zhuǎn)移到P3下 。 見圖 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P1 P1 P2 P2 P3 P3 (a)