دانلود مقاله آشکار ساز نوری
مقدمه :
سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هرچه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکرو الکترونیک بوجود آمده است، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کند. سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. درگذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰ تکامل سنسور در سطح بین المللی بین سه و پنج سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد. این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزانتر از وسائل اندازه گیری کننده ای (سنسورهائی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی در ازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلافی بین علم میکرو الکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن برطرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها به عنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.
کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور در سطح بین المللی آغاز شد. حاصل این فعالیت آنست که امروزه تجارت سنسور از یکی از بالاترین نرخهای رشد سالانه بهره مند می باشد. از آنجا که سنسورها وسیله اساسی برای بدست آوردن همه اطلاعات لازم در رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند (در مفهوم عام کلمه)، بنابراین آنها در امکانات کاملا جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات در صنعت، منزل، کارخانه، کاربردهای طبی، و سایر بخش ها می گشایند .این مثال ها برای کارخانه های تمام اتوماتیک و مجتمع آینده تنها میتواند به کمک سنسور ها تحقق یابد .
اگر چه سنسورها به همراه علم میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم رو به جلو را عرضه میدارد لیکن این تنها اولین قدم است .در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود،برای مثال به شکل پردازشگرها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال یا تقویت کننده ها برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود .در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی، سازگار با باس میباشدهمچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.دومین گام عبارت از اتّصال سنسور -سیستم میکروالکترونیک – بخش مکانیکی می باشد .اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت یک پروسه با عبور از یک طبقه پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی(بطور کلاسیکی یک کنترل کننده ) شده و به پروسه باز خوانده می شود. زنجیره سنسور – سیستم میکروالکترونیک – بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه خطوط رابط سازگار باشند .این امر منجر به توصیف یک معیار مهمتر به ویژه تا جایی که به سنسور مربوط است میشود .علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور به عنوان یکی ازعناصرکلیدی در فرایند اتوماسیون، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور و پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است .این امر دارای چند دلیل زیر است:
۱) شیمیائی را نیز به حساب بیاوریم این رقم به چندین صد رقم بالغ می شود .
۲) سنسورهائی برای اندازه گیری بیش از ۱۰۰ کمیت فیزیکی وجود دارد .اگر اندازه گیری کمیت های تقریبا ۲۰۰۰ نوع اصلی از سنسورها را میتوان طبقه بندی کرد . بین ۶۰۰۰ و ۱۰۰۰۰۰ سنسور برای اندازه گیری در حالِ پروسه ها از نظر تجاری در دنیای غرب وجود دارد.
۳) بر طبق گزارش پایگاه داده های INSPES هر ساله بیش از ۱۰۰۰۰ نشریه در رابطه با سنسورهامنتشر می شود .
۴)به سخن عام، ظهور سنسورها یا تکنولوژی های سنسور جدید تخمینا ۵ الی ۱۵ سال طول می کشد ، و همچنین فرآیندی بسیار هزینه بر می باشد. با این وجود، دقیقا به این دلیل است که بسیار ضروری بنظر می رسد که هم سازندگان و هم مصرف کنندگان سنسورها در جریان تاریخچه ای از آنچه قبلا وجود داشته است و پیشرفت هائی که انتظار می رود در آینده رخ دهد قرار بگیرند .بنابراین اگر چه یک سازنده سنسور که در زمینه خاص کار می کند ممکن است موارد مورد علاقه خودش را بطور خیلی گذرا یا با توضیح ناکافی مشاهده کند، لیکن او باید برانگیخته شود تا افکار خود را به ماورای مرزهای رشته خودش بکشاند.
بحث سنسور دارای مشخصه چند گانگی علمی بسیار زیادی است .از سازنده سنسور گرفته تا استفاده کننده آن تخصص های خیلی زیادی متجلی میشود .این حقیقت مزایای خودش را دارد؛ برای مثال کاربرد ترکیبی یک یا چند اصل سنسور مجاز شمرده می شود .با این وجود معایبی نیز مشاهده می شود از قبیل میزان مقاومتی که در رابطه با معرفی ایده های جدید و ناشناخته وجود دارد.
فهرست مطالب:
مقدمه ۴
فصل اول: سنسورها و انواع آن ۷
بخش ۱-۱: تعریف عبارت سنسور ۸
بخش ۱-۲: تکنیک هایی درتولید سنسور ۱۹
فصل دوم : معرفی سنسور های نوری ۲۱
بخش ۲-۱: سنسور های نوری ۲۲
بخش۲-۲: مقاومت های نوری ۲۵
بخش۲-۳: سایر مواد نیمه هادی برای سنسورهای نوری ۳۱
بخش ۲-۴: فوتو ترانزیستور ، فوتودیود و فوتودارلینگتون ۳۳
فصل سوم : انواع مختلف آشکار ساز نوری ۳۸
بخش ۳-۱: انواع مختلف سنسور نوری ۳۹
بخش ۳-۲: اشکال کاربردی سنسور های نوری ۴۹
فصل چهارم : بررسی کاربرد سنسور نوری در زمینه های مختلف ۵۳
بخش ۴-۱: حسگر ها در رباتیک… ۵۴
بخش ۴-۲: کاربرد سنسور در دوربین دیجیتال ۵۸
فصل پنجم : مثال و شبیه سازی ۶۰
بخش ۵-۱: مدار الکترونیکی روبات نوریاب ۶۱
بخش ۵-۲: مدار کلید حساس به نور ۶۳
منابع و ماخذ ۶۸
فرمت فایل: WORD
تعداد صفحات: 68
مطالب مرتبط