易福門反射傳感器O6H303*

上海譜瑞特工業(yè)自動(dòng)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*直接拿貨，貨品安全，價(jià)格合理，貨期理想，海外分子公司可以自行報(bào)關(guān)，全程一站式服務(wù)，為了客戶的需求我們會(huì)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(shí)，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?cè)?70 多個(gè)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(shí)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(duì)我們而言是一個(gè)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(gè)位置，使用哪種語言。 如果需要快速響應(yīng)，我們的專家會(huì)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(huì)讓傳感器承受遠(yuǎn)超過其期限的負(fù)荷，以確保它們?cè)诳蛻袅鞒讨斜３痔峁┪覀兂兄Z的性能。 此外，每件產(chǎn)品在出廠前均會(huì)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(shí)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(jí)，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(jí) III

反相保護(hù) 是

光線種類 紅光

波長 [nm] 633

輸出

電氣設(shè)計(jì) 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(jí) 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(hào) 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(jí)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(jí)、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(dòng)、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(shí)診斷傳感技術(shù)系統(tǒng)）。

差動(dòng)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(dòng)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(dòng)霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

差動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)子和霍爾信號(hào)發(fā)生器組成。差動(dòng)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(dòng)機(jī)飛輪上的齒缺與凸齒轉(zhuǎn)過差動(dòng)霍爾電路的兩個(gè)探頭時(shí)，齒缺或凸齒與霍爾探頭之間的氣隙就會(huì)發(fā)生變化，磁通量隨之變化，在傳感器的霍爾元件中就會(huì)產(chǎn)生交變電壓信號(hào)，如圖2-30b所示。其輸出電壓由兩個(gè)霍爾信號(hào)電壓疊加而成。因?yàn)檩敵鲂盘?hào)為疊加信號(hào)，所以轉(zhuǎn)子凸齒與信號(hào)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)子便于安裝。在汽車上，一般將凸齒轉(zhuǎn)子裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)飛輪作為傳感子。

器的信號(hào)轉(zhuǎn)

(2)切諾基吉普車差動(dòng)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(dòng)機(jī)采用了差動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置(轉(zhuǎn)角)信號(hào)，作為計(jì)算噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻的重要依據(jù)之一。

2．5L四缸電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上制有8個(gè)齒缺，如圖2-31a所示。8個(gè)齒缺分成兩組，每4個(gè)齒缺為一組，兩組之間相隔角度為180。，同一組中相鄰兩個(gè)齒缺之間間隔角度為20。。4．0L六缸電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上制有12個(gè)齒缺，如圖2．3lb所示。12個(gè)齒缺分成三組，每4個(gè)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(gè)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(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一組共4個(gè)脈沖信號(hào)。其中，四缸發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生兩組共8個(gè)脈沖信號(hào)；六缸發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生三組共12個(gè)脈沖信號(hào)。

對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，ECU每接收到8個(gè)信號(hào)，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)，再根據(jù)接收8個(gè)信號(hào)所占用的時(shí)間，就可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速。對(duì)于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，ECU每接收到12個(gè)信號(hào)，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)，再根據(jù)接收12個(gè)信號(hào)所占用的時(shí)間，就可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速。

電子控制單元控制噴油和點(diǎn)火時(shí)，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(hào)輸入ECU時(shí)，可以知道有兩個(gè)氣缸的活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)位置。 例如，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，利用一組信號(hào)，ECU可知?dú)飧?、4活塞接近上止點(diǎn)；利用另一組信號(hào)可知?dú)飧?、3活塞接近上止點(diǎn)。在六缸發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中。利用一組信號(hào)，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(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖下降沿對(duì)應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)前4。(BTDC4。)，因此第1個(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖信號(hào)下降沿對(duì)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(duì)應(yīng)的第1個(gè)脈沖下降沿到來時(shí)，ECU即可知道此時(shí)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(hào)，ECU還不能確定是哪一個(gè)缸位于壓縮行程，哪一個(gè)缸位于排氣行程，為此還需要一個(gè)氣缸判別信號(hào)(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(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的氣缸判別信號(hào)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(hào)傳感器，安裝在分電器內(nèi)，主要由脈沖環(huán)(信號(hào)轉(zhuǎn)子)、霍爾信號(hào)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(dòng)。

2)工作情況：當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器時(shí)，傳感器輸出高電平(5V)；當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片離開信號(hào)發(fā)生器時(shí)，傳感器輸出低電平(0V)。分電器軸轉(zhuǎn)一圈，傳感器輸出一個(gè)高電平和一個(gè)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(hào)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(hào)發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時(shí)，對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)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(duì)于六缸發(fā)動(dòng)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(hào)發(fā)生器、傳感器輸出低電平(0V)時(shí)，對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)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(duì)于六缸發(fā)動(dòng)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(gè)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(hào)，即可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。

設(shè)某一時(shí)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(hào)發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時(shí)，ECU判定四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸4活塞位于排氣行程(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸3活塞位于排氣行程)，此時(shí)ECU在接收到曲軸位置傳感器(CPS)*個(gè)脈沖信號(hào)的下降沿(BTDC64。)時(shí)，向噴油器發(fā)出噴油信號(hào)，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(shí)，ECU還判定四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸1活塞(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸4活塞)位于壓縮行程，此時(shí)ECU根據(jù)曲軸位置傳感器CPS信號(hào)和點(diǎn)火提前角計(jì)算值，在活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)前點(diǎn)火提前角度時(shí)，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(duì)兩個(gè)氣缸的位置判定作為參考點(diǎn)，即可按照四缸發(fā)動(dòng)機(jī)1—3—4—2(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)l一5—3—6—2—4)的工作順序，對(duì)各個(gè)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(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器

紅旗CA7220E型轎車CA488．3型發(fā)動(dòng)機(jī)上裝備的SIMOS4S3型電子控制燃油噴射系統(tǒng)采用的差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器由信號(hào)轉(zhuǎn)子與信號(hào)發(fā)生器組成。信號(hào)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(gè)凸齒、 57個(gè)小齒缺和一個(gè)大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號(hào)，對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)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(gè)凸齒和三個(gè)小齒缺所占的弧度。

因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn)，曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，信號(hào)轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈(360。)，所以信號(hào)轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為 360。，每個(gè)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(hào)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(huì)發(fā)展的十年規(guī)劃和八五計(jì)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(shí)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(shí)光纖傳感器的輸出信號(hào)會(huì)受到光源波動(dòng)、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(huì)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(shí)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*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(jià)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(duì)信號(hào)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(hào)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(huì)所推動(dòng)，2013年光纖傳感器市場規(guī)模為18.9億美元。預(yù)計(jì)，到2020年，光纖傳感器市場預(yù)計(jì)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(dòng)、上升的汽車需求、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng)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(dòng)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(shí)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(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)尚處于立項(xiàng)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(duì)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(xiàng)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(shí)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(hào)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(dòng)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(dòng)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(dòng)電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加，運(yùn)行電壓等級(jí)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(huì)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(hào)易受干擾；體積重量大、價(jià)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(gè)時(shí)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(hào)，它通過高靈敏度的光纖相干檢測，將水聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并通過光纖傳至信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)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(hào)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(duì)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(gè)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(duì)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(huì)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(duì)信息的獲取與傳輸提出的更高要求，使得各領(lǐng)域的自動(dòng)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(duì)一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)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(jì)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(duì)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(shí)，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(duì)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(hào)。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(shí)間，提高探測靈敏度。

信號(hào)處理系統(tǒng)

將探測的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號(hào)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(shí)，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(duì)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(jì)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(hào)，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(hào)強(qiáng)度為0.1~1uV，此時(shí)的背景噪聲信號(hào)也有這么大的水平，甚至于將其湮滅。如何將有用信號(hào)盡量取出并且壓低噪聲是傳感器設(shè)計(jì)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(jí)放大電路的，帶有2級(jí)有源濾波器的放大回路，放大了信號(hào)的同時(shí)也將噪聲放大了，如果噪聲不是明顯偏離有用信號(hào)頻譜，則無論怎樣濾波兩者同時(shí)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(jì)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(shí)引線的連接將會(huì)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(jì)。在夠用的情況小如何降低功耗也是一個(gè)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(jì)問題。電源是傳感器電路設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，并且遵循器件手冊(cè)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(jí)，例如，傳統(tǒng)工業(yè)的升級(jí)、傳統(tǒng)家電的智能化升級(jí)；又可以對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行推動(dòng)，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(dòng)密集型轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化。在整個(gè)轉(zhuǎn)型中，智能傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2015年我國傳感器市場規(guī)模達(dá)1100億元，預(yù)計(jì)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(xiǎn)，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(hào)。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(hào)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(jià)格低等特點(diǎn)。因此在各個(gè)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(jià)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(duì)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(dòng)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(gè)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?cái)z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(shí)代以后，CMOS逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。

CMOS針對(duì)CCD主要的優(yōu)勢就是非常省電。不像由二級(jí)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(shí)，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?cái)z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(huì)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(gè)問題，相信在不久的將來，CMOS的效果會(huì)越來越接近CCD的效果，并且CMOS設(shè)備的價(jià)格會(huì)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(jià)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(shí)，晶圓廠的CMOS生產(chǎn)線較多，日后量產(chǎn)時(shí)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(shí)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(tái)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(jì)*達(dá)93%。

根據(jù)In-Stat統(tǒng)計(jì)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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