光电传感器的测量设计研究电子通信技术专业.docx

摘 要 传感器在一定程度上能够有效感知外部刺激并将其基于某种特殊规律进行有效转化并形成于一定的可用形式的相关信号实施传递的一种特殊性装置。通常情况下其具体的组成成分可以归结为敏感与转换器件。其中光电形式的传感器是凭借光以及电两种形式的进行有效操控的，一般作为精度相对较高的代表，在实际设备应用当中占据着重中之重的地位。其就犹如于人体的各方面感应细胞或者相应的组织，在一定程度上可以为相对呆滞的机械结构带来相应的味觉以及嗅觉等方面，使之成为具备一定活力的有机体。本文在进行一系列相关文献检索基础之上，针对于光电传感器各方面的应用进行了切实有效的分析，并完成了相应的测试与设计工作，为当前的生活提供更多的便利。 关 键 词:光电传感器;应用;发展;光电效应；测量设计 21 Abstract The sensor can, to a certain extent, effectively perceive external stimuli and transform them on the basis of a special law and form a special device for transmitting the corresponding signals in some accessible form. In general, its specific composition can be attributed to sensitive devices and transducers. Among them, the shape of the photoelectric sensor is effectively controlled by light and electricity. In general, as a representative of relatively high accuracy, it occupies an intermediate position in the practical application of equipment. This is similar to the perception of relevant cells or tissues in all aspects of the human body. To a certain extent, it can inject the appropriate taste and smell into a relatively slow mechanical structure, making it an organism with a certain vitality. Based on a series of related literary research, this article has conducted an effective analysis of the application of various aspects of photoelectric sensors, as well as relevant measurements and design work, providing more convenience for everyday life. Keywords: photoelectric sensor; application; development; photoelectric effect; measurement design 目 录 绪 论 5 第一章 光电传感器概述与研究现状 6 1.1 光电传感器的概述 6 1.2 光电传感器的研究现状 6 1.2.1 技术特点 6 1.2.2 应用现状 7 1.2.3 应用举例 7 第二章 光电传感器的基本原理 10 2.1 基本原理 10 2.2 内外光电效应 11 2.2.1 外光电效应 11 2.2.2 内光电效应 11 第三章 光电传感器的测量设计 13 3.1 光电传感器的设计条件 13 3.2 测量设计 12 3.2.1 测量工件表面的缺陷光 13 3.2.2 测量转速 14 3.2.3 烟尘浊度连续检测仪 15 3.2.4 用于生产线上产品计数 16 3.2.5 用于进出数量的考勤计数 16 3.2.6 用于条形码的扫描 16 第四章 光电传感器的发展方向 17 4.1 生产的发展方向 17 4.2 研究的发展方向 17 结 论 19 参考文献 20 致 谢 21 绪 论 光电形式的传感器在一定程度上能够进行高速反应，还能够在不接受的条件下，完成相应的测量工作。在性能方面呈现出高精度、高分辨力以及性能稳定可靠。由于采用的是半导体形式的光敏元件，在封装方面呈现出质量轻、尺寸小、低能耗以及集成度相对较高。在诸多自动化控制领域当中，都得到了相对较为广泛的应用。全球范围内的相关研发工作都可以归结为以下两点：其一是应用开发层面。其二是基础性原理层面的研究。科学技术的发展造就了光电技术的完善，在此过程中对光电形式传感器的开发与应用在一定程度上奠定了理论基础。 当前形势的社会发展背景下，光电形式的传感器已经遍布生活当中的各个角落，所呈现出的具体价值，都相对较为实用。针对于光电形式传感器进行彻底性理论认知，是进行相对专业化应用当中的重中之重。本人基于基础理论的视角以及相关特性方面展开了切实有效的分析，并针对于相应的工作原理进行了相关测试与设计，除此之外还针对于相应的具体特性进行了应用实例分析，确保其潜在的应用价值能够发挥的淋漓尽致。光电形式的传感器具体工作形式是依托于光电效应，一旦存在相应的可见光射入以后，便会对这种光信号进行有效感应，其次再依据某种特定规律，将其转变成为相对应的电信号进行有效输出。其具体的应用领域更是比比皆是，同时能够兼具收发、存储、显示以及相关控制等多种层面的不同需求。传感器根据不同的感应形式，可以分成多种多样的形式，其中光电形式的只是众多传感器当中的之一。在此过程中也是所有形式传感器当中应用最为全面与突出的一种检测装置。 第一章 光电传感器的相关概述与现状 1.1 关于光电传感器的相关概述 在满足人类物质文明发展过程当中，始终离不开光电传感器的参与，这也使其成为在各个领域应用当中的重中之重。在不同的工作领域具有不同的别称，其中以光电接近开关以及光电开关最为常见。其具体的工作形式是依据被检测物所产生的相应光源反射，或者采取一定的遮挡形式完成相应的检测工作。在实际应用过程当中，只要具备一定的反射能力就可以作为被检测器件。对此进行充分有效的认知，就不会仅仅局限于对金属物质进行相关检测。 在测试数据方面，其可测的形式相对较为丰富。而且相应的封装结构，大多数都较为简单且灵活多样。这样一来，在各种设备应用当中是最受欢迎的。其独有的特性是能够实现光与电信号的之间在一定程度上的相互转化，它的功效还可以扩展于一些直接光量变化非电量，比如光照、辐射测温、气体成分等方面的相关应用，除此之外针对于一些零件尺寸、粗糙度、应力、应变、振动、速度等等方面也可以进行一定的检测，可以说设计的方面相当之广。其独有的优良特性在于能够进行非接触形式的检测、响应速率快、性能稳定可靠等。因此在一些工业自动化水平相对较高的机器人当中，也能够得到良好的体现。一些新形式的光电器件，源源不断产出，特别是CCD图像传感器的产生，无形之中为光电形势传感器的发展开创了新篇章。一旦存在相应的光照到物体表面当中，在其内部会产生一定的电性质变更，进而产生相应的输出信号。其本质可以归结为自然界当中切实存在的能量转换，这一系列的效应，在一定程度上可以具体归结于光电效应。 其在日常生活当中的应用价值，也是相当巨大的。因此必须对相应的工作方式进行有效把控，再结合具体的实际需求，具有针对性的开发相应的传感器。这在未来的生活与生产当中，具有不可磨灭的功效。 
 1.2 关于光电传感器方面的研究状况 1.2．1 相关技术特性 分辨率高。可以凭借高度集成的手段，在一定程度上将相应的光束聚集在某一点中，从而确保其具有相对较高的分辨率，进而实现对相对较小的微型单元进行高精密检测。 检测形式非接触。不仅在信号输入方面，而且在相关媒介方面，都利用一定的光源进行有效收集与检测，完全可以脱离机械式接触检测。在进行相关检测过程当中，不会对被测目标造成一定的伤害。 响应速度相对较快。光速本身是任何一种形式都不可以与之相媲美的，在其内部的各种组成成分可以归结为电子元器件，相对于一些机械式的时间差相对较短。 信息存储量较大。科学信息技术在不断的创新与发展，产品越发的趋向于高度集成化。供电形式的传感器，可以实现针对特定目标进行多方位系统性的信息采集检测。 应用相对较广。发展到至今为止，其相应的技术已经趋于走向成熟，不仅在工业控制、环境、医疗以及军房方面得到了广泛应用。在日常生活当中也习以为常。 1.2.2 当前应用状况 最近几年的发展形势来看，光电形式的传感器已经切实融入到生活的各个角落，譬如一些光电开关、自动开关门以及车站的检票系统等方面。在军防方面也涵盖了航空、水下、空间、炮弹等系统性设计。国外一些发达国家针对于光电形势传感器的设计相对较早，商业化集成程度已经趋向于成熟，其中邦纳旗下的各种产品可以堪称世界之最。在上世纪90年代初期，日本已经有多家公司，纷纷研制出了一系列民用型式的光电传感器。虽然我国对这方面的研究起步相对较晚，但是从研究到生产再到应用，这一系列的体系已经初步完善。投入量产的相关产品，也被广泛应用到生活的各个角落。与此同时，也呈现出一批与国际市场接轨的相对较为精密的优良成果。但是还有一系列的事实是我们不得不承认的，与外国相比在一些生产技术水平以及生产工艺等方面仍然存在相对较大的差距。国外所生产的产品，在一定程度上具有高度的集成化、微型化、智能化。我国在这些方面上都相对欠缺，还有待进一步完善。从某种角度来讲外国的产品，对我国光电传感器的发展以及研发起到了一定的阻碍作用。我国当中的大部分企业不得不采取低价销售，来确保企业能够生存下去。这就在无形之中造成相关研发资金投入不够充分。 1.2.3 相关用例说明 1. 关于工业生产层面 (1)钢铁生产 在我国内部关于钢铁的生产一直是秉承“越大越好”的理念，因此在这一国情之下，急需一批大功率形式的光电传感器。这便可以针对于钢索进行实时性的扫描监控。在此过程当中可以有效解决钢索断裂所呈现出的一系列问题，从而确保钢铁生产，能够进一步稳定运行。 (2)传送机 进行切实有效的材料处理，始终离不开组合形式的传送机。在此过程当中，光电传感器在一定程度上，可以辅助于半导体芯片的路径规划。除此之外还要引入一定量的微型光电传感器，来对相应的控制工作进行有效把控，在此过程中是基于光束的发散作用进行相关芯片的颜色检测，在一定程度上，可以说光电形式的传感器是传送机系统当中重中之重的地位。基于其本身具有安装、操作、穿孔、缆线等方面便捷性能于一体。从而受到工业生产的广泛欢迎。 针对于工业层面上来讲，除以上提及到的以外，还可以针对于流水线上的产品、质量、数量以及相应的完整性进行全面性有效检测。譬如，相关商标是否漏贴。 2. 关于国防应用层面 高科技现代化武器装备领域最终的目的是实现精