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2018-7-3 閱讀(1126)
德國SICK施克傳感器的工作原理
SICK傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng),、光照度,、輻射測溫、氣體成分分析等,；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,，如零件直徑、表面粗糙度,、應(yīng)變,、位移、振動,、速度,、加速度，以及物體的形狀,、工作狀態(tài)的識別等,。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快,、性能可靠等特點(diǎn),，因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。近年來,，新的光電器件不斷涌現(xiàn),，特別是CCD圖像傳感器的誕生，為SICK傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁,。
SICK傳感器首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源,、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器,，模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換光電傳感器成連續(xù)變化的光電流,，它與被測量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,，遮光式(光束阻檔)三大類,。所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,，部份被吸收后,，透射光投射到光電元件上；所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,，使投射剄光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)，光敏二極管是常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入,，為增加受光面積,，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,，并與負(fù)載電阻相串聯(lián),，當(dāng)無光照時，它與普通二極管一樣,，反向電流很?。?lt;µA），稱為光敏二極管的暗電流,；當(dāng)有光照時,，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴,，稱為光電 光電傳感器載流子,。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電,，形成比暗電流大得多的反向電流,，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比,，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號,。 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能,。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極，基極不引出,，管殼同樣開窗口,，以便光線射入。為增大光照,，基區(qū)面積做得很大,，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結(jié)反偏,，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小,；當(dāng)有光照時,，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。
德國SICK施克傳感器的工作原理
SICK傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng),、光照度,、輻射測溫、氣體成分分析等,；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,，如零件直徑、表面粗糙度,、應(yīng)變,、位移、振動,、速度,、加速度，以及物體的形狀,、工作狀態(tài)的識別等,。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快,、性能可靠等特點(diǎn),，因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。近年來,，新的光電器件不斷涌現(xiàn),，特別是CCD圖像傳感器的誕生,，為SICK傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。
SICK傳感器首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,，按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器,，模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換光電傳感器成連續(xù)變化的光電流,，它與被測量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,，遮光式(光束阻檔)三大類,。所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,，部份被吸收后,，透射光投射到光電元件上；所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,，使投射剄光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)，光敏二極管是常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入,，為增加受光面積,，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,，并與負(fù)載電阻相串聯(lián),，當(dāng)無光照時，它與普通二極管一樣,，反向電流很?。?lt;µA），稱為光敏二極管的暗電流,；當(dāng)有光照時,，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴,，稱為光電 光電傳感器載流子,。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流,，該反向電流稱為光電流,。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號,。 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,，還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極，基極不引出,，管殼同樣開窗口,，以便光線射入。為增大光照,，基區(qū)面積做得很大,，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結(jié)反偏,，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小,；當(dāng)有光照時,，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。
SICK傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng),、光照度,、輻射測溫、氣體成分分析等,；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,，如零件直徑、表面粗糙度,、應(yīng)變,、位移、振動,、速度,、加速度,，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等,。光電式傳感器具有非接觸,、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn),，因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用,。近年來，新的光電器件不斷涌現(xiàn),，特別是CCD圖像傳感器的誕生,，為SICK傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。
SICK傳感器首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,，按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器,，模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換光電傳感器成連續(xù)變化的光電流,，它與被測量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,，遮光式(光束阻檔)三大類,。所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,，部份被吸收后,，透射光投射到光電元件上；所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,，使投射剄光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)，光敏二極管是常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入,，為增加受光面積,，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,，并與負(fù)載電阻相串聯(lián),，當(dāng)無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很?。?lt;µA）,，稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時,，載流子被激發(fā),，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電 光電傳感器載流子,。在外電場的作用下,，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流,，該反向電流稱為光電流,。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號,。 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能,。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極，基極不引出,，管殼同樣開窗口,，以便光線射入。為增大光照,，基區(qū)面積做得很大,，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結(jié)反偏,，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小,；當(dāng)有光照時,，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,，此刻流過管子的電流稱為光電流,，集電極電流Ic=（1+β）Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。
德國SICK施克傳感器
SICK傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,，SICK傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系,，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述,。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度,、靈敏度、遲滯,、重復(fù)性,、漂移等。
（1）線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度,。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比,。
（2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比,。用S表示靈敏度,。
（3）遲滯：SICK傳感感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯,。對于同一大小的輸入信號,，SICK傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值,。
（4）重復(fù)性：重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,，所得特性曲線不一致的程度。
（5）漂移：SICK傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,，傳感器輸出量隨著時間變化,，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù),；二是周圍環(huán)境（如溫度,、濕度等）。
西克（SICK）傳感器動態(tài)特性
所謂動態(tài)特性,，是指SICK傳感器在輸入變化時,，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示,。這是因SICK傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,，往往知道了前者就能推定后者,。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以SICK傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示,。
SICK傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,，SICK傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系,。因?yàn)檫@時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系,，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述,。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度,、靈敏度、遲滯,、重復(fù)性,、漂移等。
（1）線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度,。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比,。
（2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比,。用S表示靈敏度,。
（3）遲滯：SICK傳感感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯,。對于同一大小的輸入信號,，SICK傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值,。
（4）重復(fù)性：重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度,。
（5）漂移：SICK傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移,。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù),；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）,。
西克（SICK）傳感器動態(tài)特性
所謂動態(tài)特性,，是指SICK傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性,。在實(shí)際工作中,，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因SICK傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,，往往知道了前者就能推定后者。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,，所以SICK傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示,。
SICK傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,，SICK傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時輸入量和輸出量都和時間無關(guān),，所以它們之間的關(guān)系,，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo),，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述,。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度,、遲滯,、重復(fù)性、漂移等,。
（1）線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度,。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比。
（2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo),。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比,。用S表示靈敏度。
（3）遲滯：SICK傳感感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯,。對于同一大小的輸入信號，SICK傳感器的正反行程輸出信號大小不相等,，這個差值稱為遲滯差值,。
（4）重復(fù)性：重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度,。
（5）漂移：SICK傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移,。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù),；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）,。
西克（SICK）傳感器動態(tài)特性
所謂動態(tài)特性,，是指SICK傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性,。在實(shí)際工作中,，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因SICK傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,，往往知道了前者就能推定后者。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,，所以SICK傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示,。
