2.4光电传感器用于转速检测（课件）-《传感器及检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目二 速度检测 项目二 速度检测 目 录 1 任务一 电涡流传感器用于转速检测 2 任务二 汽车行车速度检测 3 任务三 磁电式传感器用于转速检测 4 任务四 光电传感器用于转速检测 项目二 速度检测 学习目标 能认识、了解检测速度的传感器器件，了解它们的特点和性能。 能理解电涡流传感器的工作原理、测量电路及应用电路。 能掌握霍尔传感器的工作原理和应用。 了解磁电式传感器的工作原理和它的特点。 能理解变磁通式和恒磁通式磁电传感器的工作原理和应用。 掌握光电效应的三种类型和常用光电传感器的工作原理。 掌握光电传感器的组成及理解光电传感器的应用电路。 项目二 速度检测 在各种车辆的运转、机械设备的运行中，都需要对旋转轴的转速进行测量，转速一般以每分钟的转数来表达，单位为r/min。测量速度的方法很多，通常有霍尔传感器测速、电涡流测速、磁电感应测速、光电测速、光电编码器数字测速和测速发电机模拟测速等。这里介绍几种主要的转速测量方法。 任务四 光电传感器用于转速检测 在机电设备的转速测量中，对于一些检测距离较大的场合，可用光电传感器测量转速，它可以在距被测物10mm，有的甚至可达10m外非接触地测量转速。 任务提出 任务四 光电传感器用于转速检测 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种传感器，可用于检测直接引起光强度变化的非电量，也可用来检测能转换为光量变化的其他非电量。 光电传感器具有高精度、高分辨率、高可靠性、非接触、响应快和结构简单等特点。 相关知识 任务四 光电传感器用于转速检测 光照射在物体表面上可看成是物体受到一连串具有一定能量的光子轰击，于是物体中的电子吸收了光子的能量，导致物体的电学性质发生了变化，这种现象称为光电效应。光电传感器的工作原理就是基于光电效应。通常把光电效应分为三类：　 一、光电传感器的工作原理 任务四 光电传感器用于转速检测 一、光电传感器的工作原理 1.外光电效应 物体在光线作用下，内部电子吸收能量后，逸出物体表面的现象称为外光电效应。其中，向外发射的电子称为光电子，能产生光电效应的物质称为光电材料。 2.内光电效应 物体在光线作用下，内部载流子浓度增大、使电导率增大的现象称为内光电效应，又称光电导效应。 3.半导体光生伏特效应 半导体光生伏特效应又称光伏效应。物体在光线作用下，产生一定方向电动势的现象称为半导体光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。 任务四 光电传感器用于转速检测 二、光电器件 （一）光电管 1.光电管的外形 光电管的外形如图2-45所示。 任务四 光电传感器用于转速检测 二、光电器件 （一）光电管 2.光电管的结构 光电管由一个涂有光电材料的阴极和一个阳极构成，并密封在一支真空玻璃管内，如图2-46所示。光电管的阴极接受光照射，它决定器件的光电特性。阳极由金属丝做成，用于收集电子。 任务四 光电传感器用于转速检测 二、光电器件 （一）光电管 3.光电管的工作原理 当阴极受到适当波长的光线照射时，电子克服金属表面对它的束缚而逸出金属表面，形成电子发射。电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有了电子流，在外电路中便产生了电流。电流的大小与入射光的强度成正比。 任务四 光电传感器用于转速检测 在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流是很小的。而光电倍增管是在光电管的阳极和阴极之间增加若干个（11～14个）倍增极（二次发射体），来放大光电流，如图2-47所示。　 二、光电器件 （二）光电倍增管 任务四 光电传感器用于转速检测 1.光敏电阻的外形 光敏电阻的外形如图2-48所示。 二、光电器件 （三）光敏电阻 13 任务四 光电传感器用于转速检测 2.光敏电阻的结构 光敏电阻的结构如图2-49所示。 二、光电器件 （三）光敏电阻 14 任务四 光电传感器用于转速检测 3.光敏电阻的图形符号 光敏电阻的图形符号如图2-50a所示。 二、光电器件 （三）光敏电阻 15 任务四 光电传感器用于转速检测 4.光敏电阻的工作原理 光敏电阻工作原理如图2-50b所示。工作时，光敏电阻两电极间加上电压，其中便有电流通过。无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流很小；当有光照时，由于光电导效应，光敏电阻值（亮电阻）急剧减小，电流迅速增加，电流随着光强的增加而变大，实现了光电转换。 二、光电器件 （三）光敏电阻 16 任务四 光电传感器用于转速检测 1.光敏二极管和光敏三极管的外形 光敏二极管的外形如图2-51所示。光敏三极管的外形如图2-52所示。 二、光电器件 （四）光敏二极管和光敏三极管 17 任务四 光电传感器用于转速检测 2.光敏二极管 （