скоростях, даже близких к нулю. Поэтому индуктивные методы уступают в таких случаях данному спо-

5В

15:мкс

8А(СМ 1

i I

Положительный импульс

0...2A/cm

50мкс1

дтрицательиьт импульс

Магнитно - бмстабильиая лроволока

Рис. 7.3.1. Сигнал датчика положения на основе магнитно-биста-бильной проволоки {а) и устройство датчика (б).

собу измерения. На рис. 7.3.1,6 проиллюстрировано применение такого датчика для измерения скорости вращения.

Глава-оптические ДАТЧИКИ

Бесконтактное измерение ряда физических величин, как, например, перемещений, вибраций, температуры и т. д., оказывается возможным лищь с помощью оптических датчиков. При этом информация передается не по кабелю, а световыми волнами, которые могут изменяться по интенсивности, фазе, цвету или геометрическому распределению в пространстве и благодаря этому оказываются пригодными для получения и передачи информации. Чрезвычайно простым оптическим датчиком является, например, известная фотоячейка.

Фотоячейка состоит из источника света (лампы накаливания или светодиода) и приемника (фотодиода или фоторезистора). Нарушение передачи света от источника к приемнику служит информацией

0 нахождении объекта в фотоячейке. Если число импульсов отнести к единице времени, то, например, при конвейерном производстве можно получить информацию о количестве деталей, изготовленных за

1 час или за день.

Основные принципы

Преобразование оптического сигнала в электрический осуществляется детекторами излучения, использующими различные физические эффекты. Мы опишем три типа детекторов излучения, наиболее часто применяемых в оптических датчиках, а именно фотодиоды, фоторезисторы и приемники теплового излучения (ИК-датчики).

Фотодиоды

При облучении кремниевых фотодиодов светом в них возникает напряжение, определенным образом

Контакт

Противоотражатель-ный слой (SiOg)

i-слой

Рис. 8.0.1, Структура рш-диода.

чей достаточно высокой энергии (Е = hv) возникает фототок Ish (ток короткого замыкания) порядка 0,1...! А/Вт. Чувствительность такого фотодиода очень сильно зависит от длины волны (цвета) используемого излучения. На рис. 8.0.2, а представлена спектральная чувствительность типичной кремниевой фотоячейки в диапазоне длин волн от 200 нм до 3,2 мкм (1200 нм).

Обозначенная здесь через Q. Е. квантовая эффек- тивность характеризует отношение числа фотонов, попавших иа диод, к числу электронов, возникших в риде фототока hn.

Фототок Ish изменяется линейно в зависимости от интенсивности падающего света при ее изменении в пределах более 6 порядков, так что возможна прямая индикация интенсивности света.

зависящее от силы света. Эффект, вызывающий возникновение этого напряжения, называется внутренним фотоэффектом.

На практике чаще всего применяют рт-диоды Эти диоды имеют слоистую структуру (рис. 8.0.1), в которой тонкие проводящие слои р- и п-типа разделены областью нелегированного высокоомного кремния {i). При попадании на pi-переход световых лу-