光傳感器的指標(biāo)有哪些

選擇光傳感器時(shí)，zui重要的一點(diǎn)是理解哪項(xiàng)規(guī)格參數(shù)是zui為關(guān)鍵的。一般來(lái)說(shuō)，在選擇一個(gè)光傳感器時(shí)，需要著重考慮的因素包括光譜響應(yīng)/IR抑制、zui大勒克斯數(shù)、光敏度、集成的信號(hào)調(diào)節(jié)功能、功耗以及封裝大小等6個(gè)重要規(guī)格。這6個(gè)規(guī)格的具體描述如下：

　　1、光譜響應(yīng)/IR抑制：環(huán)境光傳感器應(yīng)該僅對(duì)400nm至700nm光譜的范圍有感應(yīng)。

　　2、zui大勒克斯數(shù)：大多數(shù)應(yīng)用為1萬(wàn)勒克斯。

　　3、光敏度：根據(jù)光傳感器的鏡片類別，光線通過(guò)鏡片后，光衰減可以在25%-50%之間。低光敏度非常關(guān)鍵（<5勒克斯），必須選擇可以在這個(gè)范圍內(nèi)工作的光傳感器。

　　4、集成的信號(hào)調(diào)節(jié)功能（即放大器和ADC）：一些傳感器可能提供非常小的封裝，但是卻需要一個(gè)外部放大器或無(wú)源元件來(lái)獲取所需的輸出信號(hào)。具有更高集成度的光傳感器省去了外部元件（ADC、放大器、電阻器、電容器等），具有更多的優(yōu)勢(shì)。

　　5、功耗：對(duì)于要承受高勒克斯（>1萬(wàn)勒克斯）的光傳感器來(lái)說(shuō)，采用非線性模擬輸出或數(shù)字輸出。


　　 6、封裝大?。簩?duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，封裝都是越小越好?，F(xiàn)在可提供的較小封裝尺寸約為2.0mm×2.1mm。而尺寸為1.3mm×1.5mm的4引腳封裝則是下一代封裝。

　　對(duì)于大多數(shù)光傳感器來(lái)說(shuō)，zui常見(jiàn)的輸出為線性模擬輸出。雖然這一輸出對(duì)于一些應(yīng)用非常適合，但現(xiàn)在產(chǎn)品提供更多的輸出選項(xiàng)，包括線性電壓輸出、數(shù)字輸出（通過(guò)I2C接口）或者非線性電流或電壓輸出。每種輸出都具有一定的優(yōu)勢(shì)。

一旦確定了上述重要規(guī)格參數(shù)，下一個(gè)需要考慮的問(wèn)題就是哪類輸出信號(hào)有助于目標(biāo)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。

　　物體有無(wú)的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾

　　燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。
 

超聲波傳感

　　聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過(guò)了人耳所能聽(tīng)到的范圍。它是通過(guò)計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測(cè)物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來(lái)判斷物體的位置。對(duì)于對(duì)射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會(huì)檢測(cè)到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測(cè)物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器來(lái)檢測(cè)。

　　光纖

　　安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無(wú)源元件，另外，光纖不受任何電磁信號(hào)的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。

　　光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來(lái)。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來(lái)傳輸。

　　兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長(zhǎng)度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個(gè)接受角比兩倍的zui大入射角略大，這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會(huì)有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于zui小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。

　　玻璃光纖

　　玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50μm）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹(shù)脂。檢測(cè)面經(jīng)過(guò)光學(xué)打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。

　　玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場(chǎng)合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。

　　玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測(cè)頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測(cè)要求。

　　玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見(jiàn)光和紅

　　外光。常見(jiàn)的問(wèn)題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過(guò)小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合，我們推薦使用塑料光纖。

　　塑料光纖

　　塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25到1.5mm）構(gòu)成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。

　　多數(shù)的塑料光纖其檢測(cè)頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長(zhǎng)的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見(jiàn)光。

　　與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。

　　對(duì)射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”－對(duì)射式，也有“分叉的”－直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，或從檢測(cè)區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌鳌７植媸降墓饫w有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過(guò)一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，同時(shí)又通過(guò)另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。

　　直反式的玻璃光纖，其檢測(cè)頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長(zhǎng)度方向一根挨一根布置。

　　光纖的特殊應(yīng)用

　　由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場(chǎng)合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個(gè)應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來(lái)接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中。