易福門反射傳感器O6H303*

上海譜瑞特工業(yè)自動化設(shè)備有限公司，總部位于中國上海，在美國和德國均有自己的分子公司，從廠家直接拿貨，貨品安全，價格合理，貨期理想，海外分子公司可以自行報關(guān)，全程一站式服務(wù)，為了客戶的需求我們會盡自己全部的努力，歡迎前來合作。

易福門電子（上海）有限公司成立于2005年1月，總部位于上海張江技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。易福門品牌創(chuàng)立之初是激情驅(qū)使著創(chuàng)始人為之改善。開發(fā)具有品質(zhì)和可靠的傳感器，并提供的客戶服務(wù)。正因?yàn)橛兄@樣的愿景和認(rèn)識，迄今為止的易福門“品質(zhì)”超越 1969 年10 月 ifm開始推出的實(shí)體產(chǎn)品。

與您緊密聯(lián)系

經(jīng)過多年來與我們客戶的密切合作，我們已在市場中確立了以服務(wù)為導(dǎo)向的傳感器專業(yè)公司地位，且目前我們在 70 多個國家擁有超過 7000 名員工。 盡管我們已發(fā)展為一家大公司，但我們?nèi)员３种鴦?chuàng)立時期擁有的優(yōu)點(diǎn)： 小企業(yè)的靈活性和*性以及集團(tuán)的質(zhì)量和專業(yè)水平。 且我們的客戶目前仍是我們工作的中心 - 與您緊密聯(lián)系。

質(zhì)量和服務(wù)

質(zhì)量對我們而言是一個超越實(shí)際產(chǎn)品的詞。 我們的所有流程均專注于客戶服務(wù)和產(chǎn)品質(zhì)量。 我們親自為客戶提供支持 - 無論是在世界的哪個位置，使用哪種語言。 如果需要快速響應(yīng)，我們的專家會通過免費(fèi)服務(wù)提供的支持。 我們利用客戶反饋來持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。 在特殊的測試程序中，我們會讓傳感器承受遠(yuǎn)超過其期限的負(fù)荷，以確保它們在客戶流程中保持提供我們承諾的性能。 此外，每件產(chǎn)品在出廠前均會接受終檢查。 這是我們所重視的承諾，因此我們?yōu)槊考夸洰a(chǎn)品保修 5 年。

德國制造

我們 70 % 的產(chǎn)品均是在德國開發(fā)和制造。 我們深感與業(yè)務(wù)據(jù)點(diǎn)德國緊密相連。 但我們已進(jìn)入想要進(jìn)一步深化我們承諾“與您緊密聯(lián)系”的愿景時期。 憑借位于美國、新加坡、波蘭和羅馬尼亞的制造和開發(fā)據(jù)點(diǎn)，我們將遵循自己的原則，并能以*的專業(yè)能力，快速、靈活且專業(yè)地響應(yīng)不同市場的要求。 無論是涉及到我們員工的工作條件、環(huán)境保護(hù)，還是開發(fā)與生產(chǎn)的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我們的所有制造和開發(fā)據(jù)點(diǎn)均按相同的德國高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立。

易福門反射傳感器O6H303主要屬性：

耐用的不銹鋼外殼，適用于食品和飲料工業(yè)

抗強(qiáng)效清洗劑的高壓清洗

高防護(hù)等級，適應(yīng)嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境的需求

特別抗干擾的背景抑制，即使強(qiáng)反射性的背景也毫無問題

量程和輸出功能的直觀設(shè)定

技術(shù)參數(shù)：

應(yīng)用

功能原理 漫反射傳感器

電氣數(shù)據(jù)

工作電壓 [V] 10...30 DC

電流損耗 [mA] 22; ((24 V))

防護(hù)等級 III

反相保護(hù) 是

光線種類 紅光

波長 [nm] 633

輸出

電氣設(shè)計 PNP

輸出功能 亮通和暗通模式; (可選)

開關(guān)量輸出DC電壓降大值 [V] 2.5

開關(guān)量輸出DC的持續(xù)電流負(fù)載 [mA] 100

開關(guān)頻率DC [Hz] 1000

短路保護(hù) 是

短路保護(hù)類型 脈沖

監(jiān)控范圍

檢測距離 [mm] 2...200; (白紙 200 x 200 mm)

白色物體的檢測距離(6 %反射) [mm] 2...200

灰色物體的檢測距離:(18 %反射) [mm] 4...200

黑色物體的檢測距離(6 %反射) [mm] 8...200

檢測距離可設(shè) 是

光斑直徑大值 [mm] 8

光點(diǎn)尺寸參考 在大的檢測距離

背景消隱可用 是

工作條件

環(huán)境溫度 [°C] -25...80

外殼防護(hù)等級 IP 65; IP 67; IP 68; IP 69K

認(rèn)證/測試

EMC電磁兼容

EN 60947-5-2

MTTF [年] 708

UL認(rèn)證

UL認(rèn)證編號 E001

機(jī)械技術(shù)數(shù)據(jù)

重量 [g] 34.3

外殼 矩形的

尺寸 [mm] 41.3 x 13 x 21

原材料 外殼: 不銹鋼(1.4404 / 316L); 塑料: PPSU; 密封圈: EPDM

透鏡材料

PMMA

透鏡校準(zhǔn) 側(cè)面的鏡組

顯示器/操作件

顯示

開關(guān)狀態(tài) 1 x LED, 黃色

操作 1 x LED, 綠色

注釋

注釋

按照cULus工作電壓"電源級2"

包裝單位 1 件數(shù)

電氣連接

接口 接插件: 1 x M8

易福門的主要類型：

OY953S/OY411S/OY443S/OY806S/OY282S

OY952S/OY412S/OY442S/OY807S/OY270S

OY951S/OY413S/OY441S/OY808S/OY269S

OY903S/OY421S/OY440S/OY815S/OY268S

OY902S/OY423S/OY439S/OY407S/OY267S

OY901S/OY115S/OY438S/OY405S/OY266S

OY952S/OY808S/OY442S/OY413S/OY270S

OY951S/OY807S/OY441S/OY412S/OY269S

OY903S/OY806S/OY440S/OY411S/OY268S

OY902S/OY805S/OY439S/OY407S/OY267S

OY901S/OY804S/OY438S/OY405S/OY266S

OY829S/OY003S/OY437S/OY403S/OY265S

OY827S/OY450S/OY435S/OY289S/OY263S

OY826S/OY449S/OY434S/OY288S/OY262S

OY825S/OY448S/OY433S/OY287S/OY261S

OY819S/OY447S/OY432S/OY286S/OY250S

OY818S/OY446S/OY431S/OY285S/OY249S

目標(biāo)

為了發(fā)展*制造與振興機(jī)械工業(yè)的要求和國內(nèi)外發(fā)展趨勢的分析，傳感技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)是：提高傳統(tǒng)傳感技術(shù)等級、可靠性和可應(yīng)用性水平，增強(qiáng)競爭力；積極創(chuàng)新系統(tǒng)，開發(fā)新產(chǎn)品，縮小差距，支持和促進(jìn)我國*制造技術(shù)的發(fā)展，振興制造業(yè)。

研究內(nèi)容

（1）傳統(tǒng)傳感技術(shù)與系統(tǒng)的研究開發(fā)。側(cè)重應(yīng)用量大、面廣的力/力矩、功率/電流、視覺、聲振、光學(xué)、振動、觸針等工業(yè)用及農(nóng)業(yè)用的濕度、溫度與元素等傳感系統(tǒng)的現(xiàn)代化，但核心是微小型化，要解決：提高可靠性、可應(yīng)用性、降低成本，形成國內(nèi)外市場的競爭優(yōu)勢，支持我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展。

（2）高溫高壓環(huán)境下傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究。側(cè)重油井、輸送管線和連續(xù)過程用的高壓、高溫和大量程傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究、開發(fā)和應(yīng)用，縮短差距，形成生產(chǎn)能力，替代進(jìn)口，爭取出口。

（3）新型傳感器與傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究。根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)研究需求發(fā)展幾種有制高點(diǎn)意義的新品種，如：微流量與微磁場傳感器、生物與化學(xué)傳感分析用微芯片技術(shù)等。

（4）智能傳感技術(shù)的研究。結(jié)合我國汽車、CNC機(jī)床和產(chǎn)業(yè)的重大裝備更新，有目的研究開發(fā)幾種智能傳感技術(shù)，使之達(dá)到或接近優(yōu)秀水平。

（5）過程質(zhì)量與設(shè)備故障監(jiān)控技術(shù)研究。在工業(yè)背景支持下，研究開發(fā)過程質(zhì)量缺陷與劣化傾向監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)和過程中設(shè)備故障（含潛在故障實(shí)時診斷傳感技術(shù)系統(tǒng)）。

差動霍爾式曲軸位置傳感器

切諾基(Cherokee)吉普車與紅旗CA7220E型轎車采用了差動霍爾式曲軸位置傳感器，其凸輪軸位置傳感器均為普通霍爾式傳感器。

(1)差動霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

差動霍爾式傳感器又稱為雙霍爾式傳感器，其結(jié)構(gòu)與磁感應(yīng)式傳感器相似，如圖2-30a所示。它由帶凸齒的信號轉(zhuǎn)子和霍爾信號發(fā)生器組成。差動霍爾式傳感器的工作原理與普通霍爾式傳感器相同。根據(jù)霍爾式傳感器的工作原理。當(dāng)發(fā)動機(jī)飛輪上的齒缺與凸齒轉(zhuǎn)過差動霍爾電路的兩個探頭時，齒缺或凸齒與霍爾探頭之間的氣隙就會發(fā)生變化，磁通量隨之變化，在傳感器的霍爾元件中就會產(chǎn)生交變電壓信號，如圖2-30b所示。其輸出電壓由兩個霍爾信號電壓疊加而成。因?yàn)檩敵鲂盘枮榀B加信號，所以轉(zhuǎn)子凸齒與信號發(fā)生器之間的氣隙可以增大到(1±0．5)mm(普通霍爾式傳感器僅為0．2～0．4mm)，因而便可將信號轉(zhuǎn)子制成像磁感應(yīng)式傳感器轉(zhuǎn)子一樣的齒盤式結(jié)構(gòu)，其突出優(yōu)點(diǎn)是信號轉(zhuǎn)子便于安裝。在汽車上，一般將凸齒轉(zhuǎn)子裝在發(fā)動機(jī)曲軸上或?qū)l(fā)動機(jī)飛輪作為傳感子。

器的信號轉(zhuǎn)

(2)切諾基吉普車差動霍爾式曲軸位置傳感器

1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：切諾基吉普車2．5L(四缸)、4．0L(六缸)電子控制燃油噴射式發(fā)動機(jī)采用了差動霍爾電路的霍爾式曲軸位置傳感器。它安裝在變速器殼體上。該傳感器向ECu提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置(轉(zhuǎn)角)信號，作為計算噴油時刻和點(diǎn)火時刻的重要依據(jù)之一。

2．5L四缸電子控制發(fā)動機(jī)的飛輪上制有8個齒缺，如圖2-31a所示。8個齒缺分成兩組，每4個齒缺為一組，兩組之間相隔角度為180。，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度為20。。4．0L六缸電子控制發(fā)動機(jī)的飛輪上制有12個齒缺，如圖2．3lb所示。12個齒缺分成三組，每4個齒缺為一組，相鄰兩組之間相隔角度為120。，同一組中相鄰兩個齒缺之間間隔角度也為20。

2)工作情況：飛輪上的每一組齒缺轉(zhuǎn)過霍爾探頭時，傳感器就會產(chǎn)生一組共4個脈沖信號。其中，四缸發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生兩組共8個脈沖信號；六缸發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生三組共12個脈沖信號。

對于四缸發(fā)動機(jī)，ECU每接收到8個信號，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)，再根據(jù)接收8個信號所占用的時間，就可計算出曲軸轉(zhuǎn)速。對于六缸發(fā)動機(jī)，ECU每接收到12個信號，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)，再根據(jù)接收12個信號所占用的時間，就可計算出曲軸轉(zhuǎn)速。

電子控制單元控制噴油和點(diǎn)火時，都有一定的提前角，因此需要知道活塞接近上止點(diǎn)的位置。切諾基吉普車在每組信號輸入ECU時，可以知道有兩個氣缸的活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)位置。 例如，在四缸發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中，利用一組信號，ECU可知?dú)飧?、4活塞接近上止點(diǎn)；利用另一組信號可知?dú)飧?、3活塞接近上止點(diǎn)。在六缸發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中。利用一組信號，可知?dú)飧?與6、2與5、3與4活塞接近上止點(diǎn)。由于第4個齒缺產(chǎn)生的脈沖下降沿對應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)前4。(BTDC4。)，因此第1個齒缺產(chǎn)生的脈沖信號下降沿對應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)前64。(BT-DC64。)，如圖2-32所示。當(dāng)氣缸1、4對應(yīng)的第1個脈沖下降沿到來時，ECU即可知道此時氣缸1、4活塞位于壓縮上止點(diǎn)前64。(BTDC64。)，從而便可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。但是，僅有曲軸轉(zhuǎn)角信號，ECU還不能確定是哪一個缸位于壓縮行程，哪一個缸位于排氣行程，為此還需要一個氣缸判別信號(即需要一只凸輪軸位置傳感器)。

(3)切諾基吉普車霍爾式凸輪軸位置傳感器

1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：切諾基吉普車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的氣缸判別信號由霍爾式凸輪軸位置傳感器提供，該傳感器又稱為同步信號傳感器，安裝在分電器內(nèi)，主要由脈沖環(huán)(信號轉(zhuǎn)子)、霍爾信號發(fā)生器組成。

脈沖環(huán)上制有凸起的葉片，占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(相當(dāng)于360。曲軸轉(zhuǎn)角)。沒有葉片的部分也占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(360。曲軸轉(zhuǎn)角)。脈沖環(huán)安裝在分電器軸上，隨分電器軸一同轉(zhuǎn)動。

2)工作情況：當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片進(jìn)入信號發(fā)生器時，傳感器輸出高電平(5V)；當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片離開信號發(fā)生器時，傳感器輸出低電平(0V)。分電器軸轉(zhuǎn)一圈，傳感器輸出一個高電平和一個低電平，高、低電平各占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(分別相當(dāng)于360。曲軸轉(zhuǎn)角)。同步信號的波形如圖2-32所示。

當(dāng)脈沖環(huán)的葉片前沿進(jìn)入信號發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時，對于四缸發(fā)動機(jī)，表示氣缸1、4活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，其中氣缸1活塞位于壓縮行程，氣缸4活塞位于排氣行程；對于六缸發(fā)動機(jī)，表示氣缸3、4活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)，其中氣缸4活塞位于壓縮行程，氣缸3活塞位于排氣行程。

當(dāng)脈沖環(huán)的葉片后沿進(jìn)入信號發(fā)生器、傳感器輸出低電平(0V)時，對于四缸發(fā)動機(jī)，表示即將到達(dá)上止點(diǎn)的仍然是氣缸1、4活塞，其中氣缸4活塞位于壓縮行程，氣缸1活塞位于排氣行程；對于六缸發(fā)動機(jī)，表示氣缸3活塞位于壓縮行程，氣缸4活塞位于排氣行程。

利用凸輪軸位置傳感器判別出是哪一個氣缸即將到達(dá)排氣上止點(diǎn)之后，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器信號，即可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。

設(shè)某一時刻的噴油提前角為上止點(diǎn)前64。(BTI)C64。)，當(dāng)凸輪軸位置傳感器脈沖環(huán)的葉片進(jìn)入信號發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時，ECU判定四缸發(fā)動機(jī)的氣缸4活塞位于排氣行程(六缸發(fā)動機(jī)的氣缸3活塞位于排氣行程)，此時ECU在接收到曲軸位置傳感器(CPS)*個脈沖信號的下降沿(BTDC64。)時，向噴油器發(fā)出噴油信號，從而實(shí)現(xiàn)提前64。噴油。在凸輪軸位置傳感器輸出高電平(5V))時，ECU還判定四缸發(fā)動機(jī)的氣缸1活塞(六缸發(fā)動機(jī)氣缸4活塞)位于壓縮行程，此時ECU根據(jù)曲軸位置傳感器CPS信號和點(diǎn)火提前角計算值，在活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)前點(diǎn)火提前角度時，向點(diǎn)火控制器發(fā)出點(diǎn)火指令，控制火花塞點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前。

利用凸輪軸位置傳感器對兩個氣缸的位置判定作為參考點(diǎn)，即可按照四缸發(fā)動機(jī)1—3—4—2(六缸發(fā)動機(jī)l一5—3—6—2—4)的工作順序，對各個氣缸進(jìn)行提前噴油與提前點(diǎn)火控制。

(4)紅旗CA7720E型轎車差動霍爾式曲軸位置傳感器

紅旗CA7220E型轎車CA488．3型發(fā)動機(jī)上裝備的SIMOS4S3型電子控制燃油噴射系統(tǒng)采用的差動霍爾式曲軸位置傳感器由信號轉(zhuǎn)子與信號發(fā)生器組成。信號轉(zhuǎn)子為齒盤式，安裝在變速器殼體前端，它與捷達(dá)AT、GTX型轎車用磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器轉(zhuǎn)子相似，在其圓周上均勻間隔地制作有58個凸齒、 57個小齒缺和一個大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號，對應(yīng)于發(fā)動機(jī)氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個凸齒和三個小齒缺所占的弧度。

因?yàn)樾盘栟D(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，信號轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，所以信號轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為 360。，每個凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為3。(58×3。+57×3。=345。)，大齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為15。(2×3。+3×3。= 15。)，信號波形如圖2-33a所示。

(一)影響行業(yè)發(fā)展的有利因素分析

國家科委于1987年4月制定的《傳感器發(fā)展政策》確定了必須大力發(fā)展傳感器技術(shù)，特別是要把新型傳感器技術(shù)作為優(yōu)先領(lǐng)域予以發(fā)展。1991年 12月30日《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的十年規(guī)劃和八五計劃的建議》中第21條明確了要大力加強(qiáng)傳感器的開發(fā)和在國民經(jīng)濟(jì)中的普遍應(yīng)用。

(二)影響行業(yè)發(fā)展的不利因素分析

雖然光纖傳感器技術(shù)在實(shí)際檢測中取得了一些應(yīng)用，但仍存在一些問題，如光纖埋入結(jié)構(gòu)的工藝問題，雖然可以通過安裝方式得到改善，但同時也導(dǎo)致了應(yīng)變要先經(jīng)過金屬傳遞，然后再由光纖間接感應(yīng)到應(yīng)變，因此需要通過實(shí)驗(yàn)修正才能夠進(jìn)行準(zhǔn)確測量。同時光纖傳感器的輸出信號會受到光源波動、光纖傳輸損耗變化、探測器老化等因素的影響，這些因素都會降低光纖傳感器測量的準(zhǔn)確性。再者目前光纖傳感器實(shí)用性還有待開發(fā)，同時其制作成本相當(dāng)昂貴。目前光纖傳感器很大一部分產(chǎn)品還在實(shí)驗(yàn)室階段，因此需要將實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡快投入到使用中去。

隨著市場逐漸開放和中國投資環(huán)境的改善以及化經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程加速，各國傳感器廠家紛紛進(jìn)入中國市場，這加劇了市場的競爭。中國本土傳感器技術(shù)水平與世界水平相比仍存在很大差距，這種差距一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后，另一方面則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。國產(chǎn)企業(yè)形成了“外強(qiáng)中干”的局面，不僅失去了中產(chǎn)品市場，而且直接導(dǎo)致自己能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，同質(zhì)化嚴(yán)重，國產(chǎn)傳感器價格優(yōu)勢明顯，但質(zhì)量上與國外產(chǎn)品相比仍存在一定差距，一般應(yīng)用在對信號要求不高的區(qū)域。 

行業(yè)分析

光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。

由于在傳統(tǒng)終端市場的應(yīng)用可能性擴(kuò)大以及新應(yīng)用領(lǐng)域的新興機(jī)會所推動，2013年光纖傳感器市場規(guī)模為18.9億美元。預(yù)計，到2020年，光纖傳感器市場預(yù)計達(dá)35億美元（約合人民幣217.2億元）。

傳統(tǒng)終端市場包括航空航天、國防、石油天然氣開采、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和電信行業(yè)。傳統(tǒng)終端市場的發(fā)展將繼續(xù)推進(jìn)光纖傳感器市場的增長。通信行業(yè)從3G到4G網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)過渡、關(guān)注智能結(jié)構(gòu)的增長、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新興增長、石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展都為市場增長提供了重要機(jī)遇。

尤其是在新興市場中，如中國和印度，增長的制造活動、上升的汽車需求、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動以及國防支出的增加，都成為光纖傳感器行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動因素。

國內(nèi)市場上，應(yīng)用較為廣泛的光纖傳感技術(shù)當(dāng)屬布拉格光纖光柵和基于光時域反射的分布式傳感器，這種技術(shù)基本上可以滿足中低端市場的需求。而現(xiàn)在光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來的新一代光傳感技術(shù)，這與傳統(tǒng)的光纖傳感有很大的區(qū)別，它可以進(jìn)行超遠(yuǎn)距離的傳輸，精度和敏感度能達(dá)到更高的要求，這在市場上需求很大，21世紀(jì)初，該項技術(shù)在國內(nèi)尚處于立項和預(yù)研階段。國內(nèi)市場上光纖傳感器應(yīng)用主要在以下四種：光纖陀螺、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器和光纖水聽器。下面對這四種產(chǎn)品分別介紹一下。

一、光纖陀螺。 光纖陀螺按原理可分為干涉型、諧振型和布里淵型，這是三代光纖陀螺的代表。*代干涉型光纖陀螺，21實(shí)際初期，該項技術(shù)就已經(jīng)成熟，適合進(jìn)行批量生產(chǎn)和商品化；第二代諧振型光纖陀螺，暫時還處于實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嵱没七M(jìn)的發(fā)展階段；第三代布里淵型，它還處于理論研究階段。光纖陀螺結(jié)構(gòu)根據(jù)所采用的光學(xué)元件有三種實(shí)現(xiàn)方法：小型分立元件系統(tǒng)、全光纖系統(tǒng)和集成光學(xué)元件系統(tǒng)。21世紀(jì)初期，分立光學(xué)元件技術(shù)已經(jīng)基本退出，全光纖系統(tǒng)用在開環(huán)低精度、低成本的光纖陀螺中，集成光學(xué)器件陀螺由于其工藝簡單、總體重復(fù)性好、成本低，所以在高精度光纖陀螺很受歡迎，是其主要實(shí)現(xiàn)方法。

二、光纖光柵傳感器。 目前國內(nèi)外傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一光纖布拉格光柵傳感器。傳統(tǒng)光纖傳感器基本上可分為兩種類型：光強(qiáng)型和干涉型。光強(qiáng)型傳感器的缺點(diǎn)在于光源不穩(wěn)定，而且光纖損耗和探測器容易老化；干涉型傳感器由于要求兩路干涉光的光強(qiáng)同等，所以 需要固定參考點(diǎn)而導(dǎo)致應(yīng)用不方便。21世紀(jì)初期開發(fā)的以光纖布拉格光柵為主的光纖光柵傳感器可以避免出現(xiàn)上面兩種情況，其傳感信號為波長調(diào)制、復(fù)用能力強(qiáng)。在建筑健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動阻尼檢測等應(yīng)用中，光纖光柵傳感器是理想的靈敏元件。光纖光柵傳感器在地球動力學(xué)、航天器、電力工業(yè)和化學(xué)傳感中有廣泛的應(yīng)用。

三、光纖電流傳感器。電力工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加，運(yùn)行電壓等級也越來越高，電流也越來越大，這樣測量起來就非常困難，這就顯現(xiàn)出光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)了。在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的用來測量電流的傳感器是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，這就存在以下缺點(diǎn)：它容易爆炸以至引起災(zāi)難性事故；大故障電流會造成鐵芯磁飽和；鐵芯發(fā)生共振效應(yīng)；頻率響應(yīng)慢；測量精度低；信號易受干擾；體積重量大、價格昂貴等等，已經(jīng)很難滿足新一代數(shù)字電力網(wǎng)的發(fā)展需要。這個時候光纖電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生。

四、光纖水聽器。 光纖水聽器主要用來測量水下聲信號，它通過高靈敏度的光纖相干檢測，將水聲信號轉(zhuǎn)換為光信號，并通過光纖傳至信號處理系統(tǒng)進(jìn)行識別。與傳統(tǒng)水聽器相比，光纖水聽器具有靈敏度高、響應(yīng)帶寬寬、不受電磁干擾等特點(diǎn)，廣泛用于軍事和石油勘探、環(huán)境檢測等領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。光纖水聽器按原理可分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等。干涉型光纖水聽器關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，在部分領(lǐng)域形成產(chǎn)品；光纖光柵水聽器則是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，研究的關(guān)鍵技術(shù)涉及光源、光纖器件、探頭技術(shù)、抗偏振衰落技術(shù)、抗相位衰落技術(shù)、信號處理技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)以及工程技術(shù)等。

光纖傳感器技術(shù)是建立在光纖、光通信和光電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，電磁干擾和腐蝕作用對它的影響很小，還能適應(yīng)各種惡劣的氣象環(huán)境，不要額外的電源進(jìn)行供電，就可以長距離的進(jìn)行傳輸，已成為傳感器行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

傳感器一直朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍卻是倍受青睞。

光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能。光纖傳感器應(yīng)用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測量。其應(yīng)用范圍十分廣泛。因此我們可以說光纖傳感器具有很大的市場需求，不說長久，至少在未來5年，光纖傳感器將會有廣闊的發(fā)展前景。

光纖傳感技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，滿足了各類控制裝置及系統(tǒng)對信息的獲取與傳輸提出的更高要求，使得各領(lǐng)域的自動化程度越來越高，作為系統(tǒng)信息獲取與傳輸核心器件的光纖傳感器的研究非常重要。

光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是：（1）多用途。即一種光纖傳感器不僅只針對一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時測量。（2）提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)（碳?xì)浠衔?、一些污染物、濕度、PH值等）對光纖的影響。（3）新型傳感材料、傳感技術(shù)等的開發(fā)。（4）在惡劣條件下（高溫、高壓、化學(xué)腐蝕）低成本傳感器（支架、連接、安裝）的開發(fā)和應(yīng)用。（5）光纖連接器及與其它微技術(shù)結(jié)合的微光學(xué)技術(shù)。

待測目標(biāo)

根據(jù)待測目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。

大氣衰減

待測目標(biāo)的紅外輻射通過地球大氣層時，由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收，將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。

光學(xué)接收器

它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用是物鏡。

輻射調(diào)制器

對來自待測目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光，提供目標(biāo)方位信息，并可濾除大面積的干擾信號。又稱調(diào)制盤和斬波器，它具有多種結(jié)構(gòu)。

紅外探測器

這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應(yīng)探測紅外輻射的傳感器，多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學(xué)效應(yīng)。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。

探測器制冷器

由于某些探測器必須要在高溫下工作，所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過制冷，設(shè)備可以縮短響應(yīng)時間，提高探測靈敏度。

信號處理系統(tǒng)

將探測的信號進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式，后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。

顯示設(shè)備

這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。

依照上面的流程，紅外系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的物理量的測量。紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測器，按照探測的機(jī)理的不同，可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。下面以熱探測器為例子來分析探測器的原理。

熱探測器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使探測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測輻射的。當(dāng)元件接收輻射，引起非電量的物理變化時，可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測量相應(yīng)的電量變化。

圖上所示為歐姆龍公司生產(chǎn)的漫反射式和對射式光電傳感器，這兩種傳感器主要用于事件檢測和物體定位。圖中的紅燈和綠燈表示傳感器的狀態(tài)。

紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著它的巨大作用，隨著探測設(shè)備和其他部分的技術(shù)的提高，紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更好的靈敏度。

好的傳感器的設(shè)計是經(jīng)驗(yàn)加技術(shù)的結(jié)晶。一般理解傳感器是將一種物理量經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換成一種能以另外一種直觀的可表達(dá)的物理量的描述。比如轉(zhuǎn)換成僅依賴于此測物理量的較高的電壓電流等信號，再顯示出來。因此需要注意幾點(diǎn)：

1、一般所測得的物理量是非常小的，通常還帶有作為傳感器物理轉(zhuǎn)換元件固有的轉(zhuǎn)換噪聲。比如傳感器在1被放大倍率下的信號強(qiáng)度為0.1~1uV，此時的背景噪聲信號也有這么大的水平，甚至于將其湮滅。如何將有用信號盡量取出并且壓低噪聲是傳感器設(shè)計的首要解決的問題。

2、傳感器電路一定要簡單精煉。設(shè)想具有3級放大電路的，帶有2級有源濾波器的放大回路，放大了信號的同時也將噪聲放大了，如果噪聲不是明顯偏離有用信號頻譜，則無論怎樣濾波兩者同時放大，結(jié)果信噪比沒有提高。因此傳感器電路一定要精煉簡約。能省1只電阻或電容就一定要將它去掉。這一點(diǎn)是許多設(shè)計傳感器的工程師們?nèi)菀缀雎缘膯栴}。已知的情況是，傳感器電路隨著噪聲的問題困擾，電路越修改越復(fù)雜，成為怪圈。  　

3、功耗問題。傳感器通常在后續(xù)電路的前端，有可能需要較長的引線連接。當(dāng)傳感器功耗較大時引線的連接將會所有的無謂噪聲以及電源噪聲引入使得后續(xù)電路愈發(fā)難以設(shè)計。在夠用的情況小如何降低功耗也是一個不小的考驗(yàn)。

4、元器件的選用和電源回路。元器件的選用一定要夠用為好，只要器件指標(biāo)在需要的范圍之內(nèi)就可以了，余下的就是電路設(shè)計問題。電源是傳感器電路設(shè)計過程一定要遇到的難題，不要追求無法達(dá)到的電源指標(biāo)，而選擇一款帶有較好的共模抑制比的運(yùn)放，采用差分放大電路設(shè)計可能普通的開關(guān)電源以及器件就能滿足你的要求。電源的退偶一定要可靠設(shè)計，并且遵循器件手冊的要求，寧多勿少。

智能傳感器作為廣泛地系統(tǒng)前端感知器件，既可以助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級，例如，傳統(tǒng)工業(yè)的升級、傳統(tǒng)家電的智能化升級；又可以對創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行推動，比如機(jī)器人、VR/AR（虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、無人機(jī)、智慧家庭、智慧醫(yī)療和養(yǎng)老等領(lǐng)域。

在工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)企業(yè)面臨人力成本提高、市場需求下降等問題，傳統(tǒng)企業(yè)開始從勞動密集型轉(zhuǎn)向自動化、智能化。在整個轉(zhuǎn)型中，智能傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，推動傳統(tǒng)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

2015年我國傳感器市場規(guī)模達(dá)1100億元，預(yù)計到2020年將達(dá)到2115億元，年復(fù)合增長率達(dá)到14%。但是由于國內(nèi)傳感器企業(yè)技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝、規(guī)模和盈利能力等方面的差距導(dǎo)致國內(nèi)傳感器市場高度依賴進(jìn)口。特別是傳感器方面，由于種類多、跨學(xué)科研發(fā)技術(shù)水平高、開發(fā)成本大，企業(yè)不愿承擔(dān)開發(fā)風(fēng)險，造成我國傳感器基本依靠進(jìn)口。2015 年，我國中傳感器進(jìn)口比例達(dá)到80%。

智能傳感技術(shù)是智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，作為前端感知工具，具有非常重要的意義。

傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能。將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等“點(diǎn)”光源的光敏元件相比，圖像傳感器是將其受光面上的光像，分成許多小單元，將其轉(zhuǎn)換成可用的電信號的一種功能器件。圖像傳感器分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)圖像傳感器。與光導(dǎo)攝像管相比，固態(tài)圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價格低等特點(diǎn)。因此在各個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

CCD是應(yīng)用在攝影攝像方面的技術(shù)元件，CMOS則應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中，它的優(yōu)點(diǎn)是制造成本較CCD更低，功耗也低得多，這也是市場很多采用USB接口的產(chǎn)品無須外接電源且價格便宜的原因。盡管在技術(shù)上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大，只是CMOS攝像頭對光源的要求要高一些，但該問題已經(jīng)基本得到解決。CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。圖像傳感器又叫感光元件。

特點(diǎn)

CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路較常用的CMOS工藝，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特點(diǎn)，近幾年在寬動態(tài)、低照度方面發(fā)展迅速。CMOS即互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體，主要是利用硅和鍺兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來實(shí)現(xiàn)基本的功能。這兩個互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。

在模擬攝像機(jī)以及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，CCD的使用較為廣泛，長期以來都在市場上占有主導(dǎo)地位。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控攝像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式，因此進(jìn)入高清監(jiān)控時代以后，CMOS逐漸被人們所認(rèn)識，高清監(jiān)控攝像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。

CMOS針對CCD主要的優(yōu)勢就是非常省電。不像由二級管組成的CCD，CMOS電路幾乎沒有靜態(tài)電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影像時，由于電流變換過于頻繁而過熱，暗電流抑制的好就問題不大，如果抑制的不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。

已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P的背照式CMOS器件，其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。與表面照射型CMOS傳感器相比，背照式CMOS在靈敏度（S/N）上具有很大優(yōu)勢，顯著提高低光照條件下的拍攝效果，因此在低照度環(huán)境下拍攝，能夠大幅降低噪點(diǎn)。

雖然以CMOS技術(shù)為基礎(chǔ)的百萬像素攝像機(jī)產(chǎn)品在低照度環(huán)境和信噪處理方面存在不足，但這并不會根本上影響它的應(yīng)用前景。而且相關(guān)大企業(yè)正在加大力度解決這兩個問題，相信在不久的將來，CMOS的效果會越來越接近CCD的效果，并且CMOS設(shè)備的價格會低于CCD設(shè)備。

安防行業(yè)使用CMOS多于CCD已經(jīng)成為不爭的事實(shí)，盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優(yōu)于CMOS傳感器，但如果不考慮尺寸限制，CMOS在量率上的優(yōu)勢可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難，這樣CMOS在更高分辨率下將更有優(yōu)勢。另外，CMOS響應(yīng)速度比CCD快，因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。

歷史

與CCD相比，CMOS具有體積小，耗電量不到CCD的1/10，售價也比CCD便宜1/3的優(yōu)點(diǎn)。

與CCD產(chǎn)品相比，CMOS是標(biāo)準(zhǔn)工藝制程，可利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備，不需額外的投資設(shè)備，且品質(zhì)可隨著半導(dǎo)體技術(shù)的提升而進(jìn)步。同時，晶圓廠的CMOS生產(chǎn)線較多，日后量產(chǎn)時也有利于成本的降低。另外，CMOS傳感器的很大優(yōu)勢，是它具有高度系統(tǒng)整合的條件。理論上，所有圖像傳感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暫存器、時序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一顆晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快閃記憶體（Flash RAM）等也可整合成單晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以達(dá)到降低整機(jī)生產(chǎn)成本的目的。

正因?yàn)榇?，投入研發(fā)、生產(chǎn)的廠商較多，美國有30多家，歐洲7家，日本約8家，韓國1家，中國臺灣有8家。而居翹楚地位的廠商是Agilent(HP)，其*51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、現(xiàn)代占8%、Photobit約占5%，這五家合計*達(dá)93%。

根據(jù)In-Stat統(tǒng)計資料顯示，CMOS傳感器的銷售額到2004年可望突破18億美元，CMOS將以62%的年復(fù)合成長率快速成長，逐步侵占CCD器件的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在2013年快速發(fā)展的手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，以CMOS圖像傳感器為主的攝相模塊將占領(lǐng)其80%以上的應(yīng)用市場。

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