第11章 汽车光传感器.ppt

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1、第第11章章 光检测传感器光检测传感器11.1 光传感器的种类光传感器的种类11.2 内装控制器的周内装控制器的周围光线传感器围光线传感器11.3 日照传感器日照传感器11.4 灯光控制传感器灯光控制传感器11.5 光电导式光量传光电导式光量传感器感器11.1 光传感器的种类光传感器的种类11.1.1光敏二极管光敏二极管 光敏二极管是利用硅光敏二极管是利用硅PN结的光电动势的一种部件，它与一般结的光电动势的一种部件，它与一般的的PN结二极管结构基本相同。光敏二极管的工作原理如结二极管结构基本相同。光敏二极管的工作原理如图图11一一1所示所示.当当PN结上有光照射时，结上有光照射时，PN结吸收光

2、能产生大量的电子和空结吸收光能产生大量的电子和空穴，穴，P型半导体上产生的电子向型半导体上产生的电子向N型半导体中移动，型半导体中移动，N型半导型半导体上产生的空穴向体上产生的空穴向P型半导体上移动，因此，当把半导体分别型半导体上移动，因此，当把半导体分别装上电极并从外部短路时，从装上电极并从外部短路时，从P侧电极到侧电极到N侧电极有光电流通侧电极有光电流通过，光敏二极管就是利用这种现象制作的过，光敏二极管就是利用这种现象制作的;光敏二极管中的电光敏二极管中的电流与射到元件的光量成正比例流与射到元件的光量成正比例.下一页返回11.1 光传感器的种类光传感器的种类11.1.2光敏晶体管光敏晶体管

3、 光敏晶体管是利用硅光敏晶体管是利用硅PN结光电动势的光传感元件，其结构与结光电动势的光传感元件，其结构与普通的普通的NPN晶体管基本相同，它很像是用硅晶体管将基一集晶体管基本相同，它很像是用硅晶体管将基一集极间的光敏二极管形成的光电流放大，光敏晶体管的结构如极间的光敏二极管形成的光电流放大，光敏晶体管的结构如图图11一一2所示所示.光敏晶体管大致可分为信号用与放大用两种，放大用光敏晶光敏晶体管大致可分为信号用与放大用两种，放大用光敏晶体管与放大用晶体管一般采用达林顿接法，即作复合管使用。体管与放大用晶体管一般采用达林顿接法，即作复合管使用。上面讲过的发光元件与感光元件常常组合起来使用。上面讲

4、过的发光元件与感光元件常常组合起来使用。上一页 下一页返回11.1 光传感器的种类光传感器的种类11.1.3光学式集成电路光学式集成电路 光学式集成电路是指将光敏二极管与信号处理电路集成在光学式集成电路是指将光敏二极管与信号处理电路集成在1块芯片上的光学式传感器，其中包括有数字输出式、线性输块芯片上的光学式传感器，其中包括有数字输出式、线性输出式及光调制式等。出式及光调制式等。11.1.4 CdS(硫化镐硫化镐)光导元件光导元件 这是一种光传感器，它利用电阻值随亮度变化的特性，根据这是一种光传感器，它利用电阻值随亮度变化的特性，根据光电导效应制成的元件。光电导效应制成的元件。上一页返回11.2

5、 内装控制器的周围光线传感器内装控制器的周围光线传感器11.2内装控制器的周围光线传感器内装控制器的周围光线传感器 这是一种能够自动点亮、熄灭前照灯及尾灯的传感器，其工这是一种能够自动点亮、熄灭前照灯及尾灯的传感器，其工作温度范围宽作温度范围宽(-3085)，可承受温度的剧烈变化，可，可承受温度的剧烈变化，可靠性非常高，它可以检测出昼夜之间的照度不同，其结构如靠性非常高，它可以检测出昼夜之间的照度不同，其结构如图图11一一3所示。光敏二极管具有光电变换效应，其信号输出所示。光敏二极管具有光电变换效应，其信号输出至集成电路块上，经集成电路块放大后，输出至集成电路块上，经集成电路块放大后，输出ON

6、,OFF的电的电信号。信号。下一页返回11.2 内装控制器的周围光线传感器内装控制器的周围光线传感器 自动点亮、熄灭灯光装置的电路方框图如自动点亮、熄灭灯光装置的电路方框图如图图11-4所示。在这所示。在这种传感器上，光传感器与控制电路已制成一个整体，减小了种传感器上，光传感器与控制电路已制成一个整体，减小了体积，对输入照度的抗干扰能力强体积，对输入照度的抗干扰能力强;感光部位设有机械调光机感光部位设有机械调光机构，可以调整光灵敏度。构，可以调整光灵敏度。周围光传感器的特性如周围光传感器的特性如图图11-5所示。所示。上一页返回11.3 日照传感器日照传感器 在上面讲过的温度传感器章节中已经介

7、绍过，日照传感器装在上面讲过的温度传感器章节中已经介绍过，日照传感器装设于自动空调系统中，它的作用是检测日照量以调整空调的设于自动空调系统中，它的作用是检测日照量以调整空调的出风温度及风量。出风温度及风量。日照传感器的结构如日照传感器的结构如图图11-6所示，它是利用光敏二极管来检所示，它是利用光敏二极管来检测日照变化情况的。光敏二极管对日照变化反应敏感，而自测日照变化情况的。光敏二极管对日照变化反应敏感，而自身不受温度的影响，它把日照变化转换成电流，根据电流的身不受温度的影响，它把日照变化转换成电流，根据电流的大小就可以知道准确的日照量。日照传感器的特性如大小就可以知道准确的日照量。日照传感

8、器的特性如图图11-7所示。日照传感器可用于自动空调系统，因为这种传感器不所示。日照传感器可用于自动空调系统，因为这种传感器不受周围温度影响，所以可以利用它准确地检测出日照对温度受周围温度影响，所以可以利用它准确地检测出日照对温度的影响，并把此信息送入计算机中，以便计算机修正日照所的影响，并把此信息送入计算机中，以便计算机修正日照所引起的车内温度升高。引起的车内温度升高。返回11.4 灯光控制传感器灯光控制传感器 丰田生产的阿里斯特车上装用了前照灯与尾灯的自动亮灯、丰田生产的阿里斯特车上装用了前照灯与尾灯的自动亮灯、熄灯系统，即灯光控制系统。利用集成式光传感器检测车辆熄灯系统，即灯光控制系统。

9、利用集成式光传感器检测车辆周围的照度，并以频率信号的方式输入到微机中，集成式光周围的照度，并以频率信号的方式输入到微机中，集成式光传感器的结构如传感器的结构如图图11一一8所示，灯光控制系统在车辆上的安所示，灯光控制系统在车辆上的安装位置如装位置如图图11一一9所示。所示。返回11.5 光电导式光量传感器光电导式光量传感器 这种传感器内装有半导体元件硫化镐这种传感器内装有半导体元件硫化镐(CdS)。当有光照射到。当有光照射到传感器上时，半导体元件的阻值发生变化。即这种传感器把传感器上时，半导体元件的阻值发生变化。即这种传感器把周围亮度的变化置换成元件阻值的变化。它可以用于汽车上周围亮度的变化置

10、换成元件阻值的变化。它可以用于汽车上各种灯具亮灯、熄灯的自动控制。各种灯具亮灯、熄灯的自动控制。光量传感器的结构如光量传感器的结构如图图11一一10所示。光电变换元件硫化镐所示。光电变换元件硫化镐为多晶硅结构，在传感器中把硫化镐作成曲线形状，日的是为多晶硅结构，在传感器中把硫化镐作成曲线形状，日的是增大与电极的接触面积，从而提高这种传感器的灵敏度。光增大与电极的接触面积，从而提高这种传感器的灵敏度。光电变换元件硫化镐电变换元件硫化镐(CdS)的特性：当周围较暗时，其阻值较大的特性：当周围较暗时，其阻值较大;而当周围较亮时，其阻值变小。而当周围较亮时，其阻值变小。下一页返回11.5 光电导式光量

11、传感器光电导式光量传感器 光电式光量传感器可用于灯光控制器上，如光电式光量传感器可用于灯光控制器上，如图图11一一11所示。所示。灯光控制器就装在仪表板的上方，到傍晚时，它使尾灯点亮，灯光控制器就装在仪表板的上方，到傍晚时，它使尾灯点亮，当大色更暗时，则点亮前照灯。当对方来车时，还具有变光当大色更暗时，则点亮前照灯。当对方来车时，还具有变光功能。当然，这都是自动完成的。功能。当然，这都是自动完成的。图图11一一12是灯光控制器是灯光控制器的系统电路图。的系统电路图。控制器的工作情况见控制器的工作情况见表表11一一1.上一页 返回表表11一一1 灯光控制器的工作情况灯光控制器的工作情况返回图图1

12、1一一1 光敏二极的工作原理光敏二极的工作原理返回图图11一一2 光敏晶体管管芯的结构光敏晶体管管芯的结构返回图图11一一3 周围光传感器的结构周围光传感器的结构返回图图11一一4 自动点亮、熄灯电路方框自动点亮、熄灯电路方框图图返回图图11一一5 周围光传感器的特性周围光传感器的特性返回图图11一一6 日照传感器的结构日照传感器的结构返回图图11一一7 日照传感器的特性日照传感器的特性返回图图11一一8 灯光控制传感器的结构灯光控制传感器的结构返回图图11一一9 灯光控制传感器的安装位灯光控制传感器的安装位置置返回图图11一一10 光量传感器的结构光量传感器的结构返回图图11一一11 灯光控制器的布置灯光控制器的布置返回图图11一一12 灯光控制器的电路原理灯光控制器的电路原理返回