压电传感器的应用，光电传感器：暂态响应范围宽，谐波测量能力强，暂态特性的优劣是判断一种互感器能否在电力系统中获得应用的一个重要参数，特别是与继电保护动作时间的配合。传统电磁式互感器由于存在铁芯，对高频信号的响应特性较差，不能正确反映一次侧的暂态过程。而光电互感器传测量的频率范围主要由电子线路部分决定，没有铁芯饱和的问题，因此能够准确反映一次侧的暂态过程。一般可设计到0.1Hz到1MHz，特殊的可设计到200MHz的带通。光电传感器的结构可以测量高压电力线路上的谐波。而电磁感应互感器是难以达到的。

1、压电智能结构在振动控制中的应用研究开展得最早，研究成果也较丰富，主要集中于大型航天柔性结构的振动控制。控制系统的设计通常有三种方法，即主动控制、被动控制及主被动混合控制。被动控制系统结构简单、容易实现、成本低，但缺少控制上的灵活性，对突发性环境变化应变能力差；与被动控制相比，主动控制以现代控制理论为主要工具，具有较大的灵活性，对环境的适应能力强，是当前振动工程中的一个研究热点；

2、通过控制压电智能结构的变形可以调整结构的几何形状，维护结构准确的外形和位置，这在空间站及其他空间飞行器及柔性机械的控制中具有重要的应用价值。如在空间飞行器中，可通过控制精确结构的变形，以保证空间天线反射器、望远镜等精密仪器正常工作；在机器人中，通过压电元件控制柔性机械臂运动，可提高机械手的运动精度。

3、应用压电传感元件进行结构损伤监测主要有两种方式，其一是用压电传感器来精确感知结构力学性质的变化，并通过进一步地计算和分析，对结构的损伤进行预测；另一种则是通过分析结构中传播的振动波来进行损伤预测。这两种方式可以为结构的安全评定与损伤定位提供可靠信息，从而为土木工程结构长期、实时健康检测提供了新的方法。

压电传感器的应用

定义不同

光电传感器：光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。

光纤传感器：光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

性能不同

光电传感器：暂态响应范围宽，谐波测量能力强，暂态特性的优劣是判断一种互感器能否在电力系统中获得应用的一个重要参数，特别是与继电保护动作时间的配合。传统电磁式互感器由于存在铁芯，对高频信号的响应特性较差，不能正确反映一次侧的暂态过程。而光电互感器传测量的频率范围主要由电子线路部分决定，没有铁芯饱和的问题，因此能够准确反映一次侧的暂态过程。一般可设计到0.1Hz到1MHz，特殊的可设计到200MHz的带通。光电传感器的结构可以测量高压电力线路上的谐波。而电磁感应互感器是难以达到的。

光电传感器在汽车上的应用

1、-23是采用硫化铅光敏电阻为探测元件的火焰探测器电路图。硫化铅光敏电阻的暗电阻为1MΩ，亮电阻为0.2MΩ(光照度0.01W/m2下测试的)，峰值响应波长为2.2μm。硫化铅光敏电阻处于V1管组成的恒压偏置电路，其偏置电压约为6V，电流约为6μΑ。V2管集电极电阻两端并联68μF的电容，可以抑制100Hz以上的高频，使其成为只有几十赫兹的窄带放大器。

2、光电式纬线探测器是应用于喷气织机上，判断纬线是否断线的一种探测器。-24为光电式纬线探测器原理电路图。当纬线在喷气作用下前进时，红外发射管VD发出的红外光，经纬线反射，由光电池接收，如光电池接收不到反射信号时，说明纬线已断。因此利用光电池的输出信号，通过后续电路放大、脉冲整形等，控制机器正常运转还是关机报警。

3、由于纬线线径很细，又是摆动着前进，形成光的漫反射，削弱了反射光的强度，而且还伴有背景杂散光，因此要求探纬器具备高的灵敏度和分辨力。为此，红外发光管VD采用占空比很小的强电流脉冲供电，这样既保证发光管使用寿命，又能在瞬间有强光射出，以提高检测灵敏度。一般来说，光电池输出信号比较小，需经放大、脉冲整形以提高分辨力。

光电传感器的实际应用

光电传感器特点：非接触式检测，传感器使用寿命长，对被检物无损害。适用于长距离检测，用途广泛。适用的被检物种类众多，对光线传播有影响的物体均可。响应频率高，适用于高速流水线检测使用。检测精度高，能用于不同的色彩分辨。光电式传感器主要利用光电效应检测物体，在环境条件较好、无粉尘污染的场合，可采用光电传感器。光电传感器传感器有检测距离远，对被检测物体无影响的特性，广泛应用于电子行业、食品饮料行业、包装物料行业等。

光电传感器一般至少有9种以上传感模式，使用两个光源，有三种封5013;尺寸，5种以上的检测范围，并可以使用各种安装方式、输出与工作电压的组合购买。这产生了令人困扰的种类繁多的候选传感器可能性，使人难以选择。光电传感器主要参数尺寸传胆郸册肝夭菲差十倡姜感模式传感范围安装方式输出工作模式工作电压光源连接方式封装材料特殊功能包括：·可处理高速和/或高温·逻辑控制·可计算机编程·网络兼容性这种过剩的选择可以采用以下两种方式来缩小范围：首先需要考虑检测对象；其次是传感器的工作环境。装箱我们要问的第一个问题是：你究竟想让传感器检测什么？“我们是在检测瓶子，还是检测纸箱？”传感器厂商banner工程公司传感器应用工程师表示。光学性质与物理距离将决定采用何种传感模式与哪种光源最合适。例如，在检测单色纸箱的情况下，也许可以采用廉价的、从纸箱上反射光束的散射传感器。但当纸箱为彩色从而使反射率不同时，就不能采用以上解决方案。在这种情况下，最好的解决方案也许是采用相反或反射模式传感器。在此方案中，系统是通过屏蔽光束来工作。当纸箱到位时，光束被遮挡，从而使纸箱检测。如果没有透明的箱子，此技术应该能获得可靠的结果。目前已有好几种传感器能检测不同高度的纸箱。距离在选择光源，例如led或激光时起重要作用。led虽比较便宜，但由于它是一种散射度较高的光源，因此适合短距离使用。激光可聚焦在一个点上，因此能获得传播距离更远的光束。当需要检测细微特征时，良好的聚焦也很重要。如果需要从几英尺外对准细微特征，则必须使用激光。激光传感器要比led要贵很多倍，不过这种差别已经被激光二极管价格的下降缩小了。虽然目前使用的激光仍然较贵，但比起过去的花销已经降低了很多。环境挑战选择传感器时的另一项决定因素是工作环境。一些行业的工作环境可能会很脏或很危险，或二者都有。在处理食品时，湿度可能会较高以及有很多液体。处理引擎或其他零件的汽车制造厂车间，也可能会有沙子、润滑剂和冷却剂等。在这种情况下，必须考虑传感器的环境适应性，如果传感器不能适应污垢环境就不能被使用。这种考虑还会影响所需的检测范围，因为可能需要将传感器放在恶劣环境外一个更远的位置上。如果指示灯被弄脏或信号减弱，那么能够主动告警和通知是很有帮助的。类似的环境问题也会影响传感器的尺寸，尺寸的变化可以从比一个手指还小到比张开的手掌还大。小尺寸传感器比大尺寸传感器要贵，因为将所有部件都装入一个小空间内的成本更高。小尺寸传感器收集光线的面积更小，一次检测范围更小，光学性能更低。这些缺点必须克服，以便小尺寸传感器能更好地可用物理空间相匹配。再如，在半导体洁净室设备中所使用的传感器虽然工作环境不恶劣，但必须在狭窄的空间内工作。其检测距离通常为数英寸，因此传感器一般都较小。这些传感器还常常使用光纤来将光线导入检测区。安装与价格另一项考虑的因素是安装系统。传感器通常需要用盒子或其他方法来进行机械保护。这种机械与光学保护的成本可能要比传感器本身的成本还高，因此是购买时需考虑的一项重要因素。如果厂商拥有灵活的安装系统，以及针对传感器的保护性安装安排，则产品更容易实现，寿命也更长。激光与专用光电传感器的价格约为150～500美元。像低级封装、标准光学性能以及有限的外部调整等，都是每种传感器低端产品所具有的特征。而高端产品则拥有高级封装，高光学性能以及可调增益、定时或其它选项。低端产品适合普通应用，而高端产品则可以在高速、高温或易爆等特殊环境下使用。最后请记住，一种传感技术不可能满足应用的所有需求，如果需要改动，那么可能需要一种完全不同的传感器技术。传感器厂商pepperl+fuchs公司产品经理edmyers表示，如果厂商在同一封装与安装尺寸内提供了多种传感器技术，则转向一种新的方法并不难。如果真是这样，那么随着需求的改变，很容易从一种传感器技术转向另一种传感器技术。

应用压电传感元件进行结构损伤监测主要有两种方式，其一是用压电传感器来精确感知结构力学性质的变化，并通过进一步地计算和分析，对结构的损伤进行预测；另一种则是通过分析结构中传播的振动波来进行损伤预测。这两种方式可以为结构的安全评定与损伤定位提供可靠信息，从而为土木工程结构长期、实时健康检测提供了新的方法。