毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》

摘要摘要在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。关键字：光电元件传感器分类传感器应用摘要ABSTRACTThephotoelectrictransduceradoptsthephotoelectriccomponentasthetransducermeasuringthecomponent.Itchangesthechangemeasuredintoachangeoftheopticalsignalatfirst,thenfurtherchangetheopticalsignalintoanelectricsignalthroughthephotoelectriccomponent.Thephotoelectrictransducerisgenerallymadeupoflightsource,opticalthoroughfareandphotoelectriccomponentthreeparts.Thephotoelectricdetectionmethodhasprecisionhigh,reactsfast,advantageofexposedtoingetc.s,andcanexaminetheparametermore,thetransducerisofsimplestructure,theformisflexible,so,itisveryextensivethatthephotoelectricitytypetransducerisemployedinmeasuringandcontrolling.Thephotoelectrictransducerrealizesthekeycomponentthatthephotoelectricitychangesinvariousphotoelectricdetectionsystems,itchangeintoelectricdeviceofsignalopticalsignal(infraredcanseeingandpurpleotherrayradiation).Thephotoelectricitytypetransducerisregardedphotoelectricdeviceasandchangedthetransducerofthecomponent.Itwasnotelectricconsumptionthatitcausedthelightquantitytochangedirectlythatitcanbeusedformeasuring,onlystrong,illuminance,radiationexaminewarmly,thegascompositionisanalyzedetc.;Otheronesthatcanalsobeusedandmeasuredandcanchangeintoalightquantityandchangearenottheelectricconsumptionsuchaspartdiameter,surfaceroughness,meetsanemergency,thedisplacement,vibration,pace,acceleration,andtheformofobject,discernmentofworkingstate,etc..Thephotoelectricitytypetransducerisnotexposedto,respondthefast,reliablecharacteristicofperformance,sowonextensiveapplicationintheindustrialautomationdeviceandmachinephiltrum.Inrecentyears,newDevicesphotoelectricconstantlyemerge,especiallyCCDpicturethebirthsoftransducer,transducersphotoelectricthefurthertolastchapterinnovatedtoturnon.Keywords：PhotoelectriccomponentTransducerclassificationApplicationoftransducer目录i目录第一章绪论........................................................11.1传感器发展史..................................................11.2光电传感概述...................................................2第二章光电传感器基本原理..........................................32.1光电效应.....................................................32.2光电元件及特性...............................................32.3光电传感器...................................................6第三章CCD传感器..................................................113.1光固态图象传感器............................................113.1.1CCD的结构和基本原理.....................................113.1.2线型CCD图像传感器.......................................123.1.3面型CCD图像传感器.......................................133.2CCD图像传感器应用...........................................153.2.1工件尺寸检测............................................153.2.2CCD传感器在公共交通上的应用.............................16第四章光纤传感器..................................................174.1光纤传感器的原理和组成......................................174.2光纤传感器的类型及特点......................................174.3光纤传感器的应用领域........................................184.4光纤传感器（FOS）应用原理...................................204.5光纤传感器的实际应用........................................214.5.1光纤液位传感器..........................................224.5.2电力工业中的应用........................................22第五章其它光电传感器.............................................255.1高速光电二极管..............................................255.1.1PIN结光电二极管.........................................255.1.2雪崩光电二极管(APD).....................................265.2色敏光电传感器..............................................26目录5.3光位置传感器................................................27第六章总结与展望.................................................296.1总结........................................................296.2展望........................................................30致谢...............................................................31参考文献...........................................................33第一章绪论1第一章绪论1.1传感器发展史传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器，其测量技术、方法和特点的发展历程见表1。表1传感器的发展阶段40～50年代60年代70年代80年代～至今测量变量温度、压力、流量、物位、电压、电流、功率重力、位移、尺寸、速度、加速度、湿度、气候、离子等振动、位移等机械运转状态；设备异常状态如过热、泄漏、绝缘等；产品在线检测如表面质量、形状等；五官感觉—指人的五官感觉测量技术模拟测量法数字测量法模拟、数字混合测量法测量技术与信息处理技术相结合测量方法单参数测量复参数扫描测量图形测量（二维）多层扫描、数据处理、物体识别（三维）测量特点静态或工作参数动态、不接触式、质量指标传感器特点结构型传感器物性型传感器（直接变换）物性型传感器、智能型传感器（带微处理器）1、结构型传感器以其结构部分变化或结构部分变化后而引起某种场的变化来反映被测量的大小及变化。第一章绪论22、物性型传感器利用构成传感器的某些材料本身的物理特性在被测量的作用下发生变化,从而将被测量转换为电信号或其他信号输出。3、智能型传感器把传感器与微处理器有机地结合成一个高度集成化的新型传感器。它与结构型、物性型传感器相比,能瞬时获取大量信息,对所获得的信息还具有信号处理的功能,使信息的质量大大提高,其功能也扩展了。以网络化智能传感器为例,它以嵌入式微处理器为核心,集成了传感单元、信号处理单元和网络接口单元,使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测发展;从被动检测向主动进行信息处理方向发展;从孤立元件向系统化、网络化发展;从就地测量向远距离实时在线测控发展,已成为传感器技术发展的主要方向之一。而光电传感器作为新型传感器更是得到了广阔应用。1.2光电传感器概述光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般