Đo lường - cảm biến
Cảm biến quang học
Giới thiệu
•Cảm biến quang học là các cảm biến dùng để
phát hiện các bức xạ điện từ trong dải quang
học rộng (hồng ngoại xa cực tím)
•Có thể trực tiếp chuyển đổi từ ánh sáng sang
điện (các cảm biến quang điện hoặc quang
dẫn)
•Có thể gián tiếp chuyển đổi thành sự thay đổi
nhiệt độ sau đó sang tín hiệu điện
Đo lường – Cảm biến
Cảm biến quang
•Dựa trên 2 nguyên lý
–Hiệu ứng nhiệt
–Hiệu ứng lượng tử
•Hiệu ứng nhiệt: sự hấp thu bức xạ của vật
thể làm gia tăng chuyển động của các
nguyên tử. Điều này có thể làm giải phóng
các electron (tăng nhiệt)
•Hiệu ứng lượng tử: do các photon tương
tác với các nguyên tử, bao gồm cả việc giải
phóng các electron
Đo lường – Cảm biến
Hiệu ứng quang điện
•Ánh sáng gồm các hạt nhỏ photon
•Phương trình Planck:
e=hf
h= 6.6262x10 [joule.second] (hằng số Planck)
f= tần số
e = năng lượng của 1 photon tại tần số bức xạ f.
•Năng lượng photon phải lớn hơn hoặc bằng năng lượng
liên kết của vật liệu để có thể giải phóng các electron
Đo lường – Cảm biến
Đường đi của bức xạ
Đo lường – Cảm biến
Độ mở ống kính Aperture
Ống kính Lenses dùng tập trung hay phân tán bức xạ
Gương chiếu Mirror phản xạ bức xạ
Vách ngăn
Ống rỗng: giảm ảnh hưởng của ánh sáng môi trường xung quanh
Cửa sổ: bảo vệ cảm biến, giới hạn bức xạ
Cáp quang: truyền dẫn bức xạ
Chopper (Bộ xén) gián đoạn bức xạ tới
Bộ khuyếch đại AC
Bộ giải mã và hiệu chuẩn