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主動紅外傳感器使用紅外源和紅外探測器。它們通過從發(fā)光二極管 (LED) 或激光二極管傳輸能量來工作。LED用于非成像主動紅外探測器,激光二極管用于成像主動紅外探測器。在這種類型的紅外傳感器中,LED 或激光二極管照亮目標(biāo),反射能量聚焦到檢測器上。光電管、光電二極管或光電晶體管通常用作檢測器。然后使用各種信號處理算法處理測量數(shù)據(jù)以提取所需信息。
光電二極管可以在沒有任何電壓偏置的情況下工作。APD 設(shè)計(jì)為反向偏置,因此本節(jié)將與 PN 和 PIN 光電二極管相關(guān)。如果沒有在結(jié)兩端增加電壓,暗電流可能會非常低(接近于零)。這降低了系統(tǒng)的整體噪聲電流。因此,與使用反向電壓偏置操作相比,無偏置 PN 或 PIN 光電二極管更適合低照度應(yīng)用。(對于弱光應(yīng)用,反向偏置 APD 仍將提供比 PN 或 PIN 光電二極管更高的靈敏度。)無偏置光電二極管也適用于低頻應(yīng)用(高達(dá) 350 kHz)。
光敏二極管定義——一種用作光電探測器的半導(dǎo)體二極管。光電二極管的用途是將能量從光子轉(zhuǎn)換成電流。當(dāng)光子的能量被半導(dǎo)體表面吸收時,就會產(chǎn)生電流。在沒有光源參與的情況下,也會產(chǎn)生微不足道的電流。增加光電二極管的吸收面積會增加光的吸收,但也會增加響應(yīng)時間,即產(chǎn)生強(qiáng)度的時間。它的電氣特性取決于照亮它的光輻射。由于其具有透明窗口的特征外殼,很容易在其他半導(dǎo)體二極管中識別出該元件。內(nèi)部光電二極管組件構(gòu)造基于 pn 結(jié)或 pin 結(jié)構(gòu)(pin-在兩個 pn 摻雜半導(dǎo)體晶體之間具有本征或未摻雜層)。
紅外接收頭在我們的電子產(chǎn)品生活中很常見。它們用于許多實(shí)時應(yīng)用程序,例如打開和關(guān)閉地鐵站的大門。甚至在我們的手機(jī)中也使用它們來在通話期間關(guān)閉顯示屏燈。紅外接收頭是非常流行的傳感器,經(jīng)常用于電子產(chǎn)品的許多應(yīng)用中,例如用于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、運(yùn)動檢測器、 產(chǎn)品計(jì)數(shù)器、 巡線機(jī)器人、警報(bào)器等。我們已經(jīng)在此處介紹了紅外傳感器的完整工作本文:IR 傳感器模塊電路。紅外傳感器主要由一個紅外 LED 和一個光電二極管組成。
紅外發(fā)射管在我們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。它們在我們的家中、車內(nèi)和工作場所隨處可見。隨著傳感技術(shù)的改進(jìn),定位設(shè)備不斷變得更小、更好、更便宜,為比以往更多的應(yīng)用開辟了道路。顧名思義,紅外發(fā)射管提供位置反饋。它們能夠通過確定目標(biāo)的存在或不存在或通過檢測其運(yùn)動、速度、方向或距離來執(zhí)行精確的運(yùn)動控制、編碼和計(jì)數(shù)功能。紅外發(fā)射管檢測目標(biāo)物體、人、物質(zhì)或磁場或電場的干擾,并將該物理參數(shù)轉(zhuǎn)換為電輸出以指示目標(biāo)的位置。
紅外接收管是采用源極跟隨器配置的三端設(shè)備,通常封裝在帶有金屬密封件的 TO-5 或 TO-39 或 TO-8 金屬外殼中。簡單的電路還具有幾毫安的相對較低的功耗。x 方向 0f 138 度和 y 方向 125 度的視場 (FOV) 并不少見。雖然波長在 10 微米左右的波段的熱輻射很常見,但 2 至 4 微米的波長范圍并不少見,并且取決于濾光片中的吸收層,IR 傳感器可以處理更短和更大的波長。為熱探測器提供雙元和四元配置。
制造業(yè)正在融入自動化技術(shù),使其對生產(chǎn)和發(fā)展具有非常重要的意義。工業(yè)自動化可以使生產(chǎn)工人的生活變得更加輕松,并有助于提高公司的生產(chǎn)力。有助于所有自動化過程的重要因素之一是傳感器?,F(xiàn)在市場上有很多傳感器。其中之一。它們是光電傳感器用于工業(yè),以幫助工人完成生產(chǎn)部門的各種任務(wù)。本文提供有關(guān)光電傳感器的簡要信息。
它們都構(gòu)成任何機(jī)械的非常重要的組成部分。它們結(jié)合起來提供機(jī)器運(yùn)行所需的所有重要信息。但是傳感器和執(zhí)行器之間存在顯著差異。盡管它們都存在于電氣、機(jī)械或其他設(shè)備中,但它們在功能上是相反的。主要區(qū)別在于傳感器從環(huán)境中獲取物理手勢并將其轉(zhuǎn)換為電信號,而執(zhí)行器則從系統(tǒng)中獲取電信號以將其轉(zhuǎn)換為物理手勢(熱、聲、電等)。在本文中,我們將討論傳感器和執(zhí)行器之間的區(qū)別。但在我們這樣做之前,讓我們更多地了解其中的每一個。
在這個面向初學(xué)者的電子產(chǎn)品教程中與我們一起了解所有關(guān)于紅外發(fā)射管的信息:什么是紅外發(fā)射管(紅外發(fā)射管的縮寫)、它是如何工作的、如何將它與 evive 連接并在 PictoBlox中輕松編程 ——我們的 Scratch 積木——基于圖形化編程平臺,具有先進(jìn)的硬件交互能力。一旦您掌握了紅外發(fā)射管的基本知識,我們將展示一些您可以使用紅外傳感器進(jìn)行的 DIY 項(xiàng)目。
光敏二極管的 IV 特性。線性負(fù)載線表示外部電路的響應(yīng):I=(施加的偏置電壓-二極管電壓)/總電阻。與曲線的交點(diǎn)代表給定偏壓、電阻和光照下的實(shí)際電流和電壓。在光伏模式(零偏壓)下,光電流通過對陰極的短路流入陽極。如果電路開路或具有負(fù)載阻抗,限制光電流流出器件,則電壓會在正向偏置二極管的方向上建立,即陽極相對于陰極為正。如果電路短路或阻抗低,正向電流將消耗全部或部分光電流。這種模式利用了光伏效應(yīng),這是太陽能電池的基礎(chǔ)——傳統(tǒng)的太陽能電池只是一個大面積的光敏二極管。為了獲得最佳功率輸出,光伏電池將在與光電流相比僅產(chǎn)生較小正向電流的電壓下運(yùn)行。
心率傳感器的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算每分鐘心跳的次數(shù)。許多人沒有意識到,使用 PPG 技術(shù)的可穿戴心率傳感器近年來取得了重大進(jìn)步,在某些用例中達(dá)到了醫(yī)療級精度。事實(shí)上,一些更先進(jìn)的心率傳感器技術(shù)能夠以足夠的精度測量 PPG 波形,以檢測心跳心房顫動、心律失常檢測和血壓等。實(shí)際上,這種“新”技術(shù)根本不是那么新,因?yàn)樵S多科學(xué)已經(jīng)通過 ECG 技術(shù)得到證實(shí)。
熱釋電IR 接收頭使用 2 至 14 μm 的波長范圍。InfraTec 使用特殊的吸收層,因此紅外接收頭甚至可以作為大面積、長期穩(wěn)定的紫外線輻射(例如 193 nm)接收器,也可以用于 100 μm … 1 mm 范圍內(nèi)的太赫茲輻射。進(jìn)一步的紅外傳感器是戈萊電池、測輻射熱計(jì)和熱電堆,它們也屬于熱紅外接收頭。氣體體積的壓力變化在 Golay 電池中進(jìn)行評估,固體溫度的變化在測輻射熱計(jì)中進(jìn)行評估。熱電堆基本上代表熱電偶與吸收層的串聯(lián)連接,并利用塞貝克效應(yīng)。
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