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第二章纺织常用传感器
b、光谱特性:
预备知识:光是一种振动波,光波振动一次所经过的路程称波长。单位为µm。
其中:~µm为可见光;>µm为红外光;<µm为紫外光。
光谱特性:光敏器件对不同波长光谱响应的敏感程度。
电流
硫化镉
硫化铅
µm
µm
结论:为获得尽可能大的输出电流,要考虑光源的光谱波长特征。即某种光敏器件采用某种波长的光源,以获取最佳输出效果。
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c、光照特性:
光敏器件外加电压不变,输出电流与光照之间的关系。
100
50
uA
理想状态下应为一条直线,即具有线性关系,但实际上是非线性的,属非线性检测器件。
为此主要用作二值传感器(开关量检测:0、1。即有光照、无光照判断)。当然,在LX变化较小的区域内作检测,可视为线性器件。
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3)光敏电阻型号举例:
生产单位:北京554信箱第718厂
北京华北第二无线电器材厂
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4)应用举例:
在某流水线上,使用光敏电阻传感器对加工工件的数量进行检测。电路如下图:
计数器
Vss
+VDD
R1
R2光
R3
Va
Vb
工件
光源
1、有光照:
R2光VaT截止
Vb=0(0V)
2、无光照:
R2光VaT导通
Vb=1()
+VDD
Vb
T
工件1
工件2
传送带
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2、光敏晶体管(光敏管):
以光敏三极管为例;
1)结构:与普通晶体三极管相似,有PNP与NPN型二种。但在管壳顶上有一天窗,允许光线射入。工程中常用的是NPN硅晶体管。
b
c
e
NPN
e
c
3DU51
物理结构上,只引出c极和e极,b基极不引出(开路)
基极
发射极
集电极
光线
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2)工作原理:
c
e
+
-
R
I
c
e
+
-
R
I
无光照
有光照
A、平时无光照时,光敏三极管处于截止状态,(相当于开关断开),电路回路中无电流流动。
B、有光照时,光敏三极管导通,形成光电流,电路回路中有电流流动,且电流被放大B倍(B为三极管的电流放大系数)。
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3)光敏三极管基本光学特性:
a、光谱特性:光敏器件对不同波长光谱响应的敏感程度。具备地说:指外加电压与光照强度不变时,输出电流与入射光波波长之间关系。
电流
硅
~µm。
~µm。
提示:为提高光电传感器的灵敏度与工作效率,对光敏管应采用相应的光波波长的光源。
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b、光照特性:
光敏三极管外加电压不变,输出电流与光照之间的关系。
5001000LX
2
1
mA
3
4
4)典型光敏晶体管型号:
上表参数测试条件:
光照度:1000LX
光敏管VCE:10V
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5)应用举例:
a、光电耦合器:
用于电路中2个部分(输入/输出接口)之间的电气
隔离。
采用元件:光源—红外线发射管;接收管—硅
光敏三极管,作为光信号的输出。
电路A
电路B
电光电转换
电路A、B间无电气联接。
123
654
4N28
1
2
4
5
4N28大量应用于工控机输入输出接口上,计算机亦使用。
集成电路芯片
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