光传感器的指标有哪些

光传感器的指标有哪些

选择光传感器时，zui重要的一点是理解哪项规格参数是zui为关键的。一般来说，在选择一个光传感器时，需要着重考虑的因素包括光谱响应/IR抑制、zui大勒克斯数、光敏度、集成的信号调节功能、功耗以及封装大小等6个重要规格。这6个规格的具体描述如下：

　　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、zui大勒克斯数：大多数应用为1万勒克斯。

　　3、光敏度：根据光传感器的镜片类别，光线通过镜片后，光衰减可以在25%-50%之间。低光敏度非常关键（<5勒克斯），必须选择可以在这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，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。

　　对于大多数光传感器来说，zui常见的输出为线性模拟输出。虽然这一输出对于一些应用非常适合，但现在产品提供更多的输出选项，包括线性电压输出、数字输出（通过I2C接口）或者非线性电流或电压输出。每种输出都具有一定的优势。

一旦确定了上述重要规格参数，下一个需要考虑的问题就是哪类输出信号有助于目标应用的实现。

　　物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽

　　灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。
 

超声波传感

　　声波传感器所发射和接收的声波，其振动频率都超过了人耳所能听到的范围。它是通过计算声波从发射，经被测物反射回到接收器所需要的时间，来判断物体的位置。对于对射式超声波传感器，如果物体挡住了从发射器到接收器的声波，则传感器就会检测到物体。与光电传感器不同，超声波传感器不受被测物透明度和反光率的影响，因此在许多使用超声波传感器的场合就不适合使用光电传感器来检测。

　　光纤

　　安装空间非常有限或使用环境非常恶劣的情况下，我们可以考虑使用光纤。光纤与传感器配套使用，是无源元件，另外，光纤不受任何电磁信号的干扰，并且能使传感器的电子元件与其他电的干扰相隔离。

　　光纤有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一层金属外皮。这层金属外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在这两种材料的边界处（入射角在一定范围内，），被全部反射回来。根据光学原理，所有光束都可以由光纤来传输。

　　两条入射光束（入射角在接受角以内）沿光纤长度方向经多次反射后，从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光，损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的zui大入射角略大，这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响（弯曲半径要大于zui小弯曲半径）。大多数光纤是可弯曲的，很容易安装在狭小的空间。

　　玻璃光纤

　　玻璃光纤由一束非常细（直径约50μm）的玻璃纤维丝组成。典型的光缆由几百根单独的带金属外皮玻璃光纤组成，光缆外部有一层护套保护。光缆的端部有各种尺寸和外形，并且浇注了坚固的透明树脂。检测面经过光学打磨，非常平滑。这道精心的打磨工艺能显著提高光纤束之间的光耦合效率。

　　玻璃光纤内的光纤束可以是紧凑布置的，也可随意布置。紧凑布置的玻璃光纤通常用在医疗设备或管道镜上。每一根光纤从一端到另一端都需要精心布置，这样才能在另一端得到非常清晰的图像。由于这种光纤费用非常昂贵并且多数的光纤应用场合并不需要得到一个非常清晰的图像，所以多数的玻璃光纤其光纤束是随意布置的，这种光纤就非常便宜了，当然其所得到的图像也只是一些光。

　　玻璃光纤外部的保护层通常是柔性的不锈钢护套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纤可用于特殊的空间或环境，其检测头做成不同的形状以适用于不同的检测要求。

　　玻璃光纤坚固并且性能可靠，可使用在高温和有化学成分的环境中，它可以传输可见光和红

　　外光。常见的问题就是由于经常弯曲或弯曲半径过小而导致玻璃丝折断，对于这种应用场合，我们推荐使用塑料光纤。

　　塑料光纤

　　塑料光纤由单根的光纤束（典型光束直径为0.25到1.5mm）构成，通常有PVC外皮。它能安装在狭小的空间并且能弯成很小的角度。

　　多数的塑料光纤其检测头都做成探针形或带螺纹的圆柱形，另一端未做加工以方便客户根据使用将其剪短。邦纳公司的塑料光纤都配有一个光纤刀。不像玻璃光纤，塑料光纤具有较高的柔性，带防护外皮的塑料光纤适于安装在往复运动的机械结构上。塑料光纤吸收一定波长的光波，包括红外光，因而塑料光纤只能传输可见光。

　　与玻璃光纤相比，塑料光纤易受高温，化学物质和溶剂的影响。

　　对射式和直反式光纤玻璃光纤和塑料光纤既有“单根的”－对射式，也有“分叉的”－直反式。单根光纤可以将光从发射器传输到检测区域，或从检测区域传输到接收器。分叉式的光纤有两个明显的分支，可分别传输发射光和接收光，使传感器既可以通过一个分支将发射光传输到检测区域，同时又通过另一个分支将反射光传输回接收器。

　　直反式的玻璃光纤，其检测头处的光纤束是随意布置的。直反式的塑料光纤，其光纤束是沿光纤长度方向一根挨一根布置。

　　光纤的特殊应用

　　由于光纤受使用环境影响小并且抗电磁干扰，因而能被用在一些特殊的场合，如：适用于真空环境下的真空传导光纤（VFT）和适用于爆炸环境下的光纤。在这两个应用中，特制的光纤安装在特殊的环境中，经一个法兰引出来接到外面的传感器上，光纤和法兰的尺寸多种多样。本安型传感器，如NAMUR型的传感器，可直接用在特殊或有爆炸性危险的环境中。