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光电传感器的物理基础是什么效应(光纤传感器与光电传感器的区别以及应用?)

来源:www.haichao.net  时间:2023-02-27 12:35   点击:122  编辑:admin   手机版

一、光纤传感器与光电传感器的区别以及应用?

1、定义不同

光电传感器:光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。

光纤传感器:光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,

在调制器内与外界被测参数的相互作用, 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

2、性能不同

光电传感器:暂态响应范围宽,谐波测量能力强,暂态特性的优劣是判断一种互感器能否在电力系统中获得应用的一个重要参数,特别是与继电保护动作时间的配合。传统电磁式互感器由于存在铁芯,对高频信号的响应特性较差,不能正确反映一次侧的暂态过程。

而光电互感器传测量的频率范围主要由电子线路部分决定,没有铁芯饱和的问题,因此能够准确反映一次侧的暂态过程。一般可设计到0.1 Hz到1 MHz,特殊的可设计到200 MHz的带通。光电传感器的结构可以测量高压电力线路上的谐波。而电磁感应互感器是难以达到的。

数字接口,通信能力强,由于光电传感器下传的就是光数字信号,与通信网络容易接口,且传输过程中没有测量误差。

同时随着微机化的保护控制设备的广泛采用,光电互感器可以直接向二次设备提供数字量,这样就能省去原来保护装置中的变换器和A/D采样部分,使二次设备得到大大的简化,推动保护新原理的研究。

体积小,重量轻、易升级,满足变电站小型化与紧凑型的要求,由于光电传感器是靠传感头和电子线路进行信号的获取和处理,体积小,重量一般在 1000 kg以下,

便于集成在AIS或GIS中,这样将大大减少变电站的占地面积,满足变电站小型化和紧凑化的要求。同时光电互感器通过少量光缆与二次设备连接,可使电缆沟和电缆大为减。

光纤传感器:光纤具有很多优异的性能,例如:具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,

它能够在人达不到的地方,或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

3、应用不同

光纤传感器:城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。

在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受电磁场的干扰,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。

光电传感器:用光电元件作敏感元件的光电传感器,其种类繁多,用途广泛。按光电传感器的输出量性质可分为两类:把被测量转换成连续变化的光电流而制成的光电测量仪器,可用来测量光的强度以及物体的温度、透光能力、位移及表面状态等物理量。

例如:测量光强的照度计,光电高温计,光电比色计和浊度计,预防火灾的光电报警器,构成检查被加工零件的直径、长度、椭圆度及表面粗糙度等自动检测装置和仪器,其敏感元件均用光电元件。半导体光电元件不仅在民用工业领域中得到广泛的应用,在军事上更有它重要的地位。

例如用硫化铅光敏电阻可做成红外夜视仪、红外线照相仪及红外线导航系统等;把被测量转换成继续变化的光电流。利用光电元件在受光照或无光照射时" 有" 或"无"电信号输出的特性制成的各种光电自动装置。

光电元件用作开关式光电转换元件。例如电子计算机的光电输入器,开关式温度调节装置及转速测量数字式光电测速仪等。

参考资料来源:百科-光纤传感器

参考资料来源:百科-光电传感器

二、为什么要发明光电报警器?

光电报警器的主要部分是光电传感器。传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成。传感器的原理有各种各样,其中光电式传感器,是将光通量转化为电量的一种传感器,光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。

由于光电测量方法灵活多样,可测参数众多,一般情况下具有非接触、高精度、高变率、高可靠性和反应快等特点,加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用,使得光电传感器的内容及其丰富,在检测和控制领域中得到广泛的应用。

三、光学传感器ic工作原理?

光学传感器工作的基础是光电效应,其材质大多是使用半导材料,它能够吸收到光的照射,从而发生变化。一般来说,光电效应分为两大类,一种是外光电效应,它是指物质吸收光子,并激发出对自由电子,当半导体材料接收到特殊的光辐射作用下,金属会吸收这些光辐射发射出电子。

而第二种是内光电效应。 阳光照射到距离物体表面很近的的时候,如果光能足够大,那么电子就能及时地跳跃出来,成为自由电子。

四、光电传感器放大器工作原理?

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。 光纤传感器:光纤传感器是一种将被测对象的状态转换成信号,这就是光电传感器的工作原理

五、光电门传感器需不需要调零?

传感器出厂已调好,一般不需调零

光电传感器的物理基础是光电效应,即光会改变半导体材料的许多电特性。光电效应通常分为两类,即外部光电效应和内部光电效应。外部光电效应是指物质吸收光子并激发自由电子的行为。当金属表面被特定的光照射时,金属将吸收光子并发射电子,这被称为光电子。

六、传感器原理爱因斯坦光电效应方程?

光电式传感器的物理基础是光电效应,即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

当光照射到距表面很近PN结上时,如果光能足够大,光子能量大于半导体材料的禁带宽度,电子就能够从价带跃迁到导带,成为自由电子,而价带则相应成为自由空穴。

这些电子-空穴对在PN结的内部电场作用下,电子被推向N区外侧, 使N区带上负电,P区带上正电。

这样,N区和P区之间就出现了电位差,于是PN结两侧边产生了光生电动势。

光敏电阻光敏电阻的原理是基于光电导效应

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