光電測量技術在工業(yè)領域中的應用

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1、光電測量技術在工業(yè)領域中的應用光電檢測技術介紹：1.光電檢測技術：是利用光電傳感器實現(xiàn)各類檢測。它將被測量的量轉換成光通量,再轉換成電量，并綜合利用信息傳送和處理技術，完成在線和自動測量2.光電測量技術中運用的器件1)光電傳感、光纖傳感和圖象傳感；2)激光、紅外、微光探測，定向和制導；3)光電精密測試，在線檢測和控制技術；3.光電檢測系統(tǒng)光電檢測技術以激光、紅外、光纖等現(xiàn)代光電器件為基礎，通過對載有被檢測物體信號的光輻射（發(fā)射、反射、散射、衍射、折射、透射等）進行檢測，即通過光電檢測器件接收光輻射并轉換為電信號。由輸入電路、放大濾波等檢測電路提取有用的信息，再經(jīng)過A/D變換接口輸入

2、微型計算機運算、處理，最后顯示或打印輸出所需檢測物體的幾何量或物理量。光電檢測系統(tǒng)圖如下：變換電路光電傳感光源光學系統(tǒng)被測對象光學變換電信號處理存儲顯示控制1.在工業(yè)生產(chǎn)領域的應用在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位….以下主要介紹幾種在光電測量技術中運用比較廣泛的光電測量技術原理及其應用：一、光電傳感器1.光電傳感器原理光電傳感器是指能夠將可見光轉換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見的光傳感器。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?。ǎ鸡藺），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

3、為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參于導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三級管引出三個極——發(fā)射極和集電極，基極，工作時集電結反偏，發(fā)射結正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三極管的穿透電流還??；當有光照時，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要

4、比光電二極管具有更高的靈敏度。1.光電傳感器應用光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設備，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做為光源。這些小而堅固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。1)LED（發(fā)光二極管）發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當給LED通電流時，它會發(fā)光。由于LED是固態(tài)

5、的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。LED抗震動抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達到更遠的檢測距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。2)超聲波傳感器聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。它是通過計算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時間，來判斷物體的位置。對于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的

6、聲波，則傳感器就會檢測到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場合就不適合使用光電傳感器來檢測。一、光纖傳感器1.光纖傳感器的原理安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內，），被全部反射回來。根據(jù)光學原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。兩條入射光束

7、（入射角在接受角以內）沿光纖長度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內。這個接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因為光纖在從空氣射入密度較大的光纖材料中時會有輕微的折射。光在光纖內部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。2.光纖傳感器的分類及應用光纖傳感按探測外部擾動方式可分為外部傳感與內部傳感。光纖傳感餓也可按調制方式分為：幅度調制、偏振調制、相位調制和頻