光传感器通常是指能由能敏锐感应
紫外光到
红外光的
光能量,并将光
能量转换成
电信号的器件。
简介
磁光效应传感器就是利用
激光技术发展而成的高性能传感器。激光,是20世纪60年代初迅速发展起来的又一新技术,它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单
色度低,故很多重要的应用受到限制,而激光的出现,使
无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。利用激光已经制成了许多传感器,解决了许多以前不能解决的技术难题,使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。
比如说用激光制成的
光导纤维传感器,能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点,不必电源供电,这对于安全防爆措施要求很严格的
石油化工设备群尤为适用,也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。
磁光效应传感器的原理主要是利用
光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束
偏振光通过介质时,若在光束传播方向存在着一个外磁场,那么光通过
偏振面将旋转一个角度,这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下,偏转的角度和输出的
光强成正比,通过输出光照射
激光二极管LD,就可以获得数字化的光强,用来测量特定的
物理量。
种类应用
环境光传感器
例如,在手机、笔记本等
移动应用中,显示器消耗的电量高达电池总电量的30%,采用
环境光传感器可以最大限度地延长电池的
工作时间。另一方面,环境光传感器有助于显示器提供柔和的画面。当环境亮度较高时,使用环境光传感器的
液晶显示器会自动调成
高亮度。当外界环境较暗时,显示器就会调成低亮度,实现自动调节亮度。 环境光传感器需要在芯片上贴一个红外截止膜,甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。
红外光传感器
该
红外光传感器使用充电的
热电堆与溴
碘化铊(KRS-5)窗口来感应580到40000nm的波长。该传感器使得学生可以自己测量一系列现象,包括自己手掌的
红外辐射。
太阳光传感器
1.
太阳传感器。它可识别水平,垂直各360度。太阳所在的位置,识别,
阴天,多云天,半阴天,晴天及晚上白天。跟踪方位识别。
2. 识别电路处理和侍服驱动。采用数字芯片完成以上各信息的处理。可侍服各种普通电机,
步进电机。整机功耗电流3mA,芯片
工作电压5V。
国际先进的太阳跟踪设备,采用的是电脑数据理论,需要
地球经纬度地区的的数据和设定。
电路原理、设备技术复杂。智能太阳跟踪仪采用识别理论技术,电路简单元件少,没有
经纬度和数据信息的理论。一年四季太阳运行的路线不用考虑。太阳从哪个方向升起,到哪个方向落下,它都会准确无误的识别太阳升起和落下的位置。如果把他安放在行走的车或船上,不论向何方行驶,跟踪仪都能正对太阳。
紫外光传感器
该
紫外光传感器使用一个
过滤片测量
紫外光波段(315nm-400nm)。除去
滤光片,传感器可同时感应
可见光。传感器包括紫外光滤光片,一个瞄准仪,和传感器手柄。
简单原理
自60年代末开始,RC Lecraw提出有关
磁光效应的研究报告后,引起大家的重视。日本,
苏联等国家均开展了研究,国内也有学者进行探索。磁光效应的传感器具有优良的电
绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性,因此对一些特殊场合电磁参数的测量,有独特的功效,尤其在
电力系统中高压大电流的测量方面、更显示它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件,也可以实现
电焊机和机器人控制系统的自动
实时测量。在
磁光效应传感器的使用中,最重要的是选择磁光介质和
激光器,不同的器件在灵敏度、
工作范围方面都有不同的能力。随着近几十年来的高性能激光器和新型的磁光介质的出现,磁光效应传感器的性能越来越强,应用也越来越广泛。
磁光效应传感器做为一种特定用途的传感器,能够在特定的环境中发挥自己的功能,也是一种非常重要的工业传感器。在电子防盗探测器领域,
被动红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、
技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的提高,从而对探头的要求也越来越高,普通被动
红外探头的局限性也越来越明显,这样,新一代的被动红外探头也应运而生。因为
加拿大的PARADOX SUCURITY SYSTEMS LTD的枫叶牌探头采用了很多最新技术,使用也较为广泛。所以,下面就结合该产品的技术特性来阐述被动红外探头的最新技术。
1、反射式光传感器的工作原理及特性
反射式光传感器是靠探测人体发射的
红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用
热释电元件,这种元件在接收了红外
辐射温度发生变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。
(1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以
辐射敏感元件对波长为10UM左右的红外辐射必须敏感。
(2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片,使环境的干扰受到明显的
控制作用。
(3)被动
红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境
背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
(4)一旦人侵入
探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经
信号处理而报警。
(5)多视场的获得,一是多
法线小镜面组成的反光聚焦,聚光到传感器上称之为反射式
光学系统。另一种是
透射式光学系统,是多面组合一起的透镜——
菲尼尔透镜聚焦在
红外传感器上。
(6)这要指出的是被动红外的几束光表示有几个
视场,并非被动红外发红外光,视场越多,控制越严密。被动
红外探头的优缺点:
优点:本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。 光传感器价格低廉。
缺点:
容易受各种热源、光源干扰
被动红外
穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。
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敏感元,微信号
CMOS放大器、高精度
电压源和修正电路,也就是把以前在电路板上作的电路全集成到一颗小小的
IC里了。应用电路简单,成本核算下来跟用
光敏电阻来实现相同功能的电路成本差不多。
电气特性
暗电流小,低照度响应,灵敏度高,电流随光照度增强呈线性变化;
内置双敏感元,自动衰减
近红外,
光谱响应接近人眼函数曲线;
内置微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路,输出电流大,工作电压范围宽,
温度稳定性好;可选光学
纳米材料封装,可见光透过,
紫外线截止、近红外相对衰减,增强了光学
滤波效果;
典型应用
背光调节:电视机、
电脑显示器、
LCD背光、手机、
数码相机、MP4、PDA、
GPS;
节能控制:室外
广告机、感应照明器具、玩具;仪器 仪表:测量
光照度的仪器及
工业控制;
环保替代:替代传统光敏电阻、
光敏二极管、
光敏三极管进位式编码盘光纤液位传感器的研究
应用案例
改变车身电子应用
在
车身电子应用中,
环境光传感器用于
调节仪表盘的背光强度,以及
导航系统(GPS)、
温度控制及
DVD屏幕中的LCD背光强度。这对于像BMW的
iDrive及Prius的Multi-Info等显示屏而言尤其重要。例如,当日光变得昏暗并且漆黑一片时,
仪表盘背光将进行不同程度地调节,以达到最佳
可见度,并降低可能对驾驶者造成的强光。使用这些传感器可消除在白天打开车大灯时烦人的显示屏
自动亮度调节等程序,环境光传感器的关键功能是利用380nm~780nm的敏感度可见波长,复制了人眼的敏感度。
隧道检测
隧道检测需要两个传感器的输入。第一个传感器具有“向上看”的较宽视野,以及相对较长的平均移动时间段,长时间段可防止车灯打开和关闭。第二个传感器具有“向前看”的较窄视野,以及相对较短的平均移动时间段。这可使隧道传感器对突然的日光变化做出
快速反应,并打开车大灯,以及在进入隧道时可调节显示屏的背光亮度。前向传感器消除了在进入桥下或遮天蔽日的
大树下时打开及关闭车灯。在这些情况下,该传感器仍将“看到”前方的光线。
当进入隧道时,隧道传感器信号将下降,而宽视野传感器的信号将仍保持高强度;车大灯将打开。当出了隧道时,隧道传感器信号将加强,而宽视野传感器信号将下降;车大灯将关闭。凭借不同的平均移动时间段,控制器可做出明确的区别。
智能照明系统
为了提高工作环境的舒适性,照明控制系统采取光传感器,根据当前环境的照度
自动控制照明设备,从而使照度控制在舒适的范围内。在传统的照明控制系统中,往往采用普通光传感器结合
A/D转换器(
ADC)。由于光传感器检测到的光信号既包含可见光成分又有
红外光成分,滤除红外光对光传感器检测结果。
技术指标
1、光谱响应/IR抑制:
环境光传感器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。
3、
光敏度:根据光传感器的镜片类别,光线通过镜片后,
光衰减可以再25%-50%之间。低光敏度非常关键(<5勒克斯),必须选择可以再找个范围内工作的光传感器。
4、集成的信号调节功能(即放大器和ADC):一些传感器可能提供非常小的封装,但是却需要一个外部放大器或
无源元件来获取所需的
输出信号。具有更高
集成度的光传感器省去了外部元件(ADC、放大器、
电阻器、
电容器等),具有更多的优势。
5、功耗:对于要承受高勒克斯(>1万勒克斯)的光传感器来说,最好采用非线性模拟输出或
数字输出。
6、封装大小:对于大多数应用来说,封装都是越小越好。可提供的较小封装尺寸约为2.0mm*2.1mm。而尺寸为1.3mm*1.5mm的4引脚封装则是下一代封装。