光纤传感器图像传感器.ppt

光纤传感器图像传感器
模块七 新型传感器的应用
新型传感器
的应用
光纤传感器
的应用
红外传感器
的应用
图像传感器
的应用
模块七 新型传感器的应用
学习目标
熟悉常见的新型传感器
掌握常用的新型传感器的源
信号接收
敏感元件
（a）传统传感器
导线
3、光纤传感器工作原理
由光发送器发出的光经光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测物理量的调制，调制后的光经接收光纤传到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所待测物理量的值。
信号处理
光受信器
光纤敏感元件
光发送器
光纤
被测物理量
调制后光波
4、 光纤传感器的类型
功能型
非功能型
由于光纤既是一种电光材料又是一种磁光材料，它与电和磁存在某些相互作用的效应，因此它具有“传”和“感”的两种功能。
按照光纤在传感器中的作用，光纤传感器可分为传光型和功能型两种类型。
1）功能型（全光纤型）光纤传感器
利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作传感元件，将“传”和“感”合为一体的传感器。
光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素(弯曲、形变)的作用下，其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，可通过增加其长度，提高灵敏度。
信号处理
光受信器
光纤敏感元件
光发送器
1）功能型（全光纤型）光纤传感器
特点：光在光纤内受被测物理量调制。
优点：结构紧凑、灵敏度高。
缺点：须用特殊光纤，成本高，
典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等。
2）传光型光纤传感器
特点：光纤在其中仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。
优点：无需特殊光纤及其他特殊技术，
比较容易实现，成本低。
缺点：灵敏度较低。
实用化的大都是非功能型的光纤传感器。
二、应用案例
光纤位移传感器一般用来测量小位移。最小能检测零点几微米的位移量。，光从光源耦合到发射光缆，照射到被测物表面，再被反射回接收光缆，最后由光敏组件接收。这两股光缆在接近被测物之前汇合成Y型，汇合后的光纤端面被仔细磨平抛光。
光纤位移传感器原理图
光源
发射光缆
接收光缆
光敏组件
二、应用案例
，峰值以左的线段1具有良好的线性，可用测量得到的光强值来检测位移。所用光缆中的光纤可达数百根，可测几百微米的小位移。
光纤位移传感器特性曲线
三、课题小结
在本课题中，要理解光纤传感器的定义；熟悉光纤传感器的基本结构；掌握光纤传感器的分类及其工作原理；了解光纤位移传感器进行微小位移的测量；了解不同类型的光纤传感器测量相应物理量的方法。
课题三 图像传感器
一、基础知识
图像传感器是20世纪70年代发展起来的一种新型传感器，它利用光敏元器件的光－电转换功能，将元器件感光面上感受到的光线图像转换为与光像成一定比例关系的电信号，并作相应处理后输出的一种功能器件。它能够实现图像信息的获取、转换和视觉功能的扩展。
一、基础知识
常见图像传感器实物外形图
一、基础知识
1、光电效应
通常把光线照射到某个物体上，物体吸收光线中的能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
光电效应可分为内光电效应与外光电效应。内光电效应是吸收外部光线中的能量后，带电微粒仍在物体内部运动，只是使物体的导电性发生了较大变化的现象，它是半导体图像传感器的核心技术；
一、基础知识
1、光电效应
外光电效应则是受外来光线中能量激发的电子逃逸出物体表面，形成空间中的众多自由电子的现象，真空摄像管、图像增强器等元器件根据这一原理工作。可见，光电效应是图像检测的基础。
一、基础知识
2、图像检测系统组成
光辐射图像
图像传感器
视频信号
图像处理显示
图像传感器在图像检测系统中的作用
图像检测系统是采用图像传感器摄取图像，利用转换电路将其转化为数字信号，再用计算机硬件对信号进行处理，得到需要的最终图像或通过识别、计算后获取进一步信息的检测系统。
作为“光→电”转换关键环节的图像传感器，无疑在其中扮演着重要角色。
固态图像传感器是数码相机、数码摄像机的关键零件，因常用于摄像领域，又被称为摄像管。它在工业测控、字符