光传感器

　　现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。　　磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光，是本世纪60年代初迅速发展起来的又一新技术，它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低，故很多重要的应用受到限制，而激光的出现，使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。现在，利用激光已经制成了许多传感器，解决了许多以前不能解决的技术难题，使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。　　比如说用激光制成的光导纤维传感器，能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点，不必电源供电，这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用，也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。　　磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度，这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下，偏转的角度和输出的光强成正比，通过输出光照射激光二极管LD，就可以获得数字化的光强，用来测量特定的物理量。

　　自60年代末开始，RC Lecraw提出有关磁光效应的研究报告后，引起大家的重视。日本，苏联等国家均开展了研究，国内也有学者进行探索。磁光效应的传感器具有优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆等特性，因此对一些特殊场合电磁参数的测量，有独特的功效，尤其在电力系统中高压大电流的测量方面、更显示它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件，也可以实现电焊机和机器人控制系统的自动实时测量。在磁光效应传感器的使用中，重要的是选择磁光介质和激光器，不同的器件在灵敏度、工作范围方面都有不同的能力。随着近几十年来的高性能激光器和新型的磁光介质的出现，磁光效应传感器的性能越来越强，应用也越来越广泛。　　磁光效应传感器做为一种特定用途的传感器，能够在特定的环境中发挥自己的功能，也是一种非常重要的工业传感器。在电子防盗探测器领域，被动红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的提高，从而对探头的要求也越来越高，普通被动红外探头的局限性也越来越明显，这样，新一代的被动红外探头也应运而生。因为加拿大的PARADOX SUCURITY SYSTEMS LTD的枫叶牌探头采用了很多新技术，使用也较为广泛。所以，下面就结合该产品的技术特性来阐述被动红外探头的新技术。　　1、反射式光传感器的工作原理及特性　　反射式光传感器是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。　　1) 这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10UM左右的红外辐射必须敏感。　　2) 为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。　　3) 被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。　　4) 一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。　　5) 多视场的获得，一是多法线小镜面组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜——菲尼尔透镜聚焦在红外传感器上。　　6) 这要指出的是被动红外的几束光表示有几个视场，并非被动红外发红外光，视场越多，控制越严密。　　被动红外探头的优缺点：　　优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。 光传感器　　　　价格低廉。　　缺点：　　◆容易受各种热源、光源干扰　　◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。　　◆易受射频辐射的干扰。

　　振动/温度光纤光栅传感器技术研究》　　·《分布式光纤光栅传感系统的研究》　　·《保偏光纤布拉格光栅传感技术研究》　　·《基于节流—遮断功能分离的真空失效遮断器结构及试验研究》　　·《干涉型光纤传感器的信号处理系统》　　·《PZT晶片敏感元分析及性能实验》　　·《棱镜光波导耦合型液体折射率传感器的研制》　　·《反射式光强调制光纤测振系统的设计与研究》　　·《光纤EFPI传感器系统及其在油气井中应用的研究》　　·《用于煤矿瓦斯探测的光纤传感器的研究》　　·《基于P-OTDR分布式光纤传感器若干问题的研究》　　·《模间干涉光纤传感器的研究》　　·《油气井中超结构光纤光栅传感器系统的应用研究》　　·《光纤Bragg光栅称重传感器的研制》 On9658集成了光接收双敏感元，微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路，也就是把以前在电路板上作的电路全集成到一颗小小的IC里了。应用电路简单，成本核算下来跟用光敏电阻来实现相同功能的电路成本差不多。

　　暗电流小，低照度响应，灵敏度高，电流随光照度增强呈线性变化；　　内置双敏感元，自动衰减近红外，光谱响应接近人眼函数曲线；　　内置微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路，输出电流大，工作电压范围宽，温度稳定性好；可选光学纳米材料封装，可见光透过，紫外线截止、近红外相对衰减，增强了光学滤波效果；　　符合欧盟RoHS指令，无铅、无镉

　　1、光谱响应/IR抑制:环境光传感器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。

　　2、大勒克斯数：大多数应用为1万勒克斯。^[1]

　　3、光敏度：根据光传感器的镜片类别，光线通过镜片后，光衰减可以再25%-50%之间。低光敏度非常关键(<5勒克斯)，必须选择可以再找个范围内工作的光传感器。

　　4、集成的信号调节功能(即放大器和ADC)：一些传感器可能提供非常小的封装，但是却需要一个外部放大器或无源元件来获取所需的输出信号。具有更高集成度的光传感器省去了外部元件(ADC、放大器、电阻器、电容器等)，具有更多的优势。

　　5、功耗：对于要承受高勒克斯(>1万勒克斯)的光传感器来说，好采用非线性模拟输出或数字输出。

　　6、封装大小：对于大多数应用来说，封装都是越小越好。现在可提供的较小封装尺寸约为2.0mm*2.1mm。而尺寸为1.3mm*1.5mm的4引脚封装则是下一代封装。

背光调节：电视机、电脑显示器、LCD背光、手机、数码相机、MP4、PDA、GPS；　　节能控制：室外广告机、感应照明器具、玩具；仪器 仪表：测量光照度的仪器及工业控制；　　环保替代：替代传统光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管　　·《进位式编码盘光纤液位传感器的研究^[2]