前言

眾所周知， 如今在人類的生產(chǎn)、生活中，傳感器已得到了廣泛的應(yīng)用，尤其對(duì)于高精密的產(chǎn)品要借助各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。在醫(yī)學(xué)中，借助傳感器能夠更好分析病因，得到一個(gè)好的治療方案。在科研究中，傳感器更具有突出的地位，許多領(lǐng)域人的感官還有簡(jiǎn)易的傳感器根本無(wú)法得到精確的數(shù)據(jù)，必須借助高精密的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)分析測(cè)量，而光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，因其具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，故而在自動(dòng)控制和非電量電子技術(shù)中占有非常重要的地位。

傳感器的組成

（1）敏感元件：它能直接感受被測(cè)非電量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成與被測(cè)非電量有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的其他物理量。

（2）轉(zhuǎn)換器件（又稱變換器、傳感器件）：將敏感元件輸出的非電物理量（如光強(qiáng)等）轉(zhuǎn)換成電路參量。

（3）信號(hào)調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)換）電路：將轉(zhuǎn)換器件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、運(yùn)算、處理等，以獲得便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號(hào)。

（4）輔助電源：它的作用是提供能源。有的傳感器需要外部電源供電；有的傳感器則不需要外部電源供電，如壓電傳感器。

傳感器的作用

現(xiàn)在的信息技術(shù)發(fā)展革命，用人自身感覺(jué)器官既無(wú)法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)很多無(wú)法用器官感測(cè)的事物不得不望而止步，而傳感器就是一種代替人的感覺(jué)器官來(lái)獲取信息、數(shù)據(jù)的媒介。

在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于高精密的產(chǎn)品要接助各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

光敏傳感器

光傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。 光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器、太陽(yáng)能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD 和CMOS 圖像傳感器等。

光敏傳感器的工作原理

光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光敏傳感器內(nèi)裝有一個(gè)高精度的光電管， 光電管內(nèi)有一塊由”針式二管”組成的小平板， 當(dāng)向光電管兩端施加一個(gè)反向的固定壓時(shí)， 任何光了對(duì)它的沖擊都將導(dǎo)致其釋放出電子， 結(jié)果是， 當(dāng)光照強(qiáng)度越高， 光電管的電流也就越大， 電流通過(guò)一個(gè)電阻時(shí)， 電阻兩端的電壓被轉(zhuǎn)換成可被采集器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器接受的0-5V 電壓， 然后采集以適當(dāng)?shù)男问桨呀Y(jié)果保存下來(lái)。 簡(jiǎn)單的說(shuō)，光敏傳感器就是利用光敏電阻受光線強(qiáng)度影響而阻值發(fā)生變化的原理向機(jī)器人主機(jī)發(fā)送光線強(qiáng)度的模擬信號(hào)。

光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。

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光敏電阻

原理：它是基于 半導(dǎo)體光電效應(yīng)工作的。光敏電阻無(wú)極性，純粹是一個(gè)電阻元件。使用時(shí)可以加直流電壓，也可以加交流電壓。 光敏電阻的工作原理：光照時(shí)，電阻很小；無(wú)光照時(shí)，電阻很大。光照越強(qiáng)，電阻越小；光照停止，電阻又恢復(fù)原值。

光譜范圍：從紫外線區(qū)到紅外線區(qū)。??

優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，體積小，性能穩(wěn)定，價(jià)格較低。

光敏電阻的性能參數(shù)：

光敏電阻不受光照時(shí)的電阻稱為暗電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。在受到光照時(shí)的電阻稱為亮電阻，此時(shí)電流稱為亮電流。暗電阻越大越好，亮電阻越小越好。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，暗電阻大約在兆歐級(jí)，亮電阻大約在幾千歐以下。

傳感器設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明

傳感器工作原理

傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器的不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對(duì)光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。他在無(wú)光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。廣泛應(yīng)用于各種控制電路（如自動(dòng)照明燈控制電路、自動(dòng)報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)中的高度自動(dòng)調(diào)節(jié)，照相機(jī)中的自動(dòng)曝光控制等）及各種測(cè)量?jī)x器中。電阻稱光導(dǎo)管，它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐量級(jí)，亮電阻值在幾千歐以下。

通過(guò)光敏傳感器將光照強(qiáng)弱信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管顯示以及蜂鳴器報(bào)警從而成為光照強(qiáng)度自動(dòng)顯示檢測(cè)系統(tǒng)。光照強(qiáng)度不同光明傳感器的組織不同，當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí)，光敏傳感器的阻值很小；當(dāng)光照強(qiáng)度弱時(shí)，光敏傳感器的組織很大；當(dāng)光照強(qiáng)度適宜時(shí)光敏傳感器的阻值介于強(qiáng)光和弱光的阻值之間。因此可以通過(guò)光敏傳感器將光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，并可以利用光照傳感器受光照不同阻值不同產(chǎn)生的電信號(hào)不同從而顯示不同的信號(hào)。