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日本OMRON歐姆龍光電傳感器工作原理分析

時間:2020/1/3閱讀:1019
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    OMRON歐姆龍光電傳感器是將光信號轉換為電信號的一種器件。其工作原理基于光電效應。光電效應是指光照射在某些物質上時,物質的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應的電效應現(xiàn)象。根據(jù)光電效應現(xiàn)象的不同將光電效應分為三類:外光電效應、內光電效應及光生伏應。光電器件有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。分析了光電器件的性能、特性曲線。

 

 

OMRON歐姆龍光電傳感器詳細概述:

    光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應為基礎,把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將非電信號轉換成電信號。光電效應是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上,此時光子能量就傳遞給電子,并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產生相應的電效應。

通常把光電效應分為3 類:

(1)在光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應,如光電管、光電倍增管等;

(2)在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內光電效應,如光敏電阻、光敏晶體管等;

(3)在光線作用下,物體產生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應,如光電池等。

    光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點,而且可測參數(shù)多,傳感器的結構簡單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件,它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉變成為電信號的器件。

    光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。

 

 

OMRON歐姆龍光電傳感器原理分析:

    由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學測控系統(tǒng))輸出量性質可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關)式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉換成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類。所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當光源發(fā)出的光通量經被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關。

    光敏二極管是常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,當無光照時,它與普通二極管一樣,反向電流很小,稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時,載流子被激發(fā),產生電子-空穴,稱為光電載流子。在外電場的作用下,光電載流子參與導電,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。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,基極不引出,管殼同樣開窗口,以便光線射入。為增大光照,基區(qū)面積做得很大,發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收。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?。划斢泄庹諘r,激發(fā)大量的電子-空穴對,使得基極產生的電流Ib增大,此刻流過管子的電流稱為光電流,發(fā)射極電流Ie=(1+β)Ib,可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。

 

 

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