光电检测技术介绍.docx
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2021-11-30
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光电检测技术介绍
(一)检测
一、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量病归属到某一范围带，以此
来判别被测参数是否合格或参数量是否存在。测量时将被测的未知量与同性质的
标准量进行比较，确定被测量队标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过
程。
在自动化和检测领域，检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为
了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象使之处于人们选定的最佳状况，需
要随时检测和测量各种参量的大小和变化等情况。这种对生产过程和运动对象实
时检测和测量的技术又称为工程检测技术。
测量有两种方式：即直接测量和间接测量
直接测量是对被测量进行测量时，对以表读数不经任何运算，直接的出被测量的
数值，如：用温度计测量温度，用万用表测量电压
间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系是计算出被测量的数
值。如：功率 P 与电压 V 和电流 I 有关，即 P=VI，通过测量到的电压和电流，
计算出功率。
直接测量简单、方便，在实际中使用较多；但在无法采用直接测量方式、直接测
量不方便或直接测量误差大等情况下，可采用间接测量方式。
光电传感器与敏感器的概念
传感器的作用是将非电量转换为与之有确定对应关系得电量输出，它本质上是非
电量系统与电量系统之间的接口。在检测和控制过程中，传感器是必不可少的转
换器件。从能量角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量控制型传感
器，也称有源传感器；另一类是能量转换传感器，也称无源传感器。能量控制型
传感器是指传感器将被测量的变换转换成电参数（如电阻、电容）的变化，传感
器需外加激励电源，才可将被测量参数的变化转换成电压、电流的变化。而能量
转换型传感器可直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需外加激励源。
在很多情况下，所需要测量的非电量并不是传感器所能转换的那种非电量，这就
需要在传感器前面加一个能够把被测非电量转换为该传感器能够接收和转换的
非电量的装置或器件。这种能够被测非电量转换为可用电量的元器件或装置成为
敏感器。例如用电阻应变片测量电压时，就需要将应变片粘贴到售压力的弹性原
件上，弹性原件将压力转换为应变力，应变片再将应变力转换为电阻的变化。这
里应变片便是传感器，而弹性原件便是敏感器。敏感器和传感器随然都可对被测
非电量进行转换，但敏感器是把被测量转换为可用非电量，而传感器是把被测非
电量转换为电量。
二、光电传感器是基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种传感器，广泛应
用于自动控制、宇航和广播电视等各个领域。
光电传感器主要噢有光电二极管、光电晶体管、光敏电阻 Cds、光电耦合器、继
承光电传感器、光电池和图像传感器等。主要种类表如下图所示。实际应用时，
要选择适宜的传感器才能达到预期的效果。大致的选用原则是：高速的光电检测
电路、宽范围照度的照度计、超高速的激光传感器宜选用光电二极管；几千赫兹
的简单脉冲光电传感器、简单电路中的低速脉冲光电开关宜选用光电晶体管；响
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