Capteurs et Émetteurs Optiques
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Questions and Answers

Quel type de dispositifs sont les capteurs de proximité optiques ?

Les capteurs de proximité optiques sont des dispositifs qui convertissent des signaux produits par l'émission de lumière en signaux électriques.

La réponse des récepteurs optiques est constante, quelle que soit la longueur d'onde.

False (B)

Parmi les composants photoélectriques des capteurs de proximité optiques, quels sont ceux qui sont utilisés pour créer le faisceau lumineux ?

  • Composants d'émission photo-électronique (correct)
  • Composants de réception photo-électronique

    • Quels sont les éléments les plus généralement utilisés pour les émetteurs de capteurs de proximité optiques ?

    <p>Les éléments les plus généralement utilisés pour les émetteurs de capteurs de proximité optiques sont des diodes électroluminescentes, également connues sous le nom de LED.</p> Signup and view all the answers

    Faites correspondre les types d'émetteurs à base avec la longueur d'onde émise correspondante.

    <p>d'arséniure de gallium = 950 d'arséniure d'aluminium de gallium = 880 de phosphure d'arséniure de gallium = 590 de phosphure de gallium = 565 de nitrure de gallium = 480</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les composants utilisés pour recevoir des commandes dans les capteurs de proximité optiques ?

    <p>Les photodiodes ou les phototransistors sont généralement employés pour recevoir des commandes.</p> Signup and view all the answers

    Décrivez le fonctionnement d'une photodiode.

    <p>Une photodiode est un composant semi-conducteur qui peut détecter un rayonnement du domaine optique et le transformer en signal électrique.</p> Signup and view all the answers

    Les photodiodes sont fondamentalement divisées en quatre types : ______, photodiodes PIN, photodiodes Schottky, photodiode avalanche.

    <p>Photodiodes PN</p> Signup and view all the answers

    Expliquez le fonctionnement d'un phototransistor.

    <p>Un phototransistor est un transistor bipolaire dont la base est accessible au rayonnement lumineux. L'éclairement de la base conduit à un photo-courant, qui est utilisé pour commander le transistor.</p> Signup and view all the answers

    Le spectre des fréquences est un spectre d'émission électromagnétique.

    <p>True (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les méthodes de détection possibles pour les capteurs de proximité optiques ?

    <p>Toutes les options ci-dessus (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la portée maximale d'une barrière de transmission ?

    <p>La portée maximale d'une barrière de transmission est jusqu'à 200 mètres.</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'objet peut être détecté par une barrière de transmission ?

    <p>Un objet opaque à la lumière.</p> Signup and view all the answers

    Expliquez le fonctionnement d'un capteur à barrière de réflexion.

    <p>Un capteur à barrière de réflexion fonctionne en utilisant un faisceau lumineux réfléchi par un objet. La présence de l'objet modifie la quantité de lumière réfléchie, ce qui est détecté par le capteur.</p> Signup and view all the answers

    Une barrière de réflexion peut être utilisée pour détecter des objets transparents.

    <p>False (B)</p> Signup and view all the answers

    Les capteurs de proximité optiques avec câbles à fibres optiques sont utilisés en cas de manque d'espace pour l'installation de dispositifs conventionnels.

    <p>True (A)</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les avantages des capteurs de proximité optiques avec câbles à fibres optiques ?

    <p>Les avantages des capteurs de proximité optiques avec câbles à fibres optiques incluent la détection à distance dans des environnements dangereux, la détection de petits objets avec précision et une sensibilité aux objets en mouvement.</p> Signup and view all the answers

    Parmi les 2 types de fibres optiques, laquelle est la plus flexible ?

    <p>Polymère (A)</p> Signup and view all the answers

    Parmi les 2 types de fibres optiques, laquelle convient mieux aux températures élevées ?

    <p>Verre (A)</p> Signup and view all the answers

    La contamination des capteurs de proximité optiques peut entraîner des interférences.

    <p>True (A)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Capteurs Optiques

    • Ces capteurs convertissent la lumière en signaux électriques.
    • La réponse des récepteurs dépend des longueurs d'onde.
    • Les composants photoélectriques d'émission créent le faisceau lumineux, tandis que les composants de réception reçoivent la lumière.

    Émetteurs

    • Les diodes électroluminescentes (LED) sont les émetteurs les plus courants.
    • Pour des applications spéciales, des diodes laser peuvent être utilisées.
    • Les LED émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse.
    • Le matériau semi-conducteur utilisé détermine la longueur d'onde de la lumière émise.

    Tableau des Émetteurs semi-conducteurs et leurs longueurs d'onde correspondantes

    Émetteur à base Lumière émise Longueur d'onde émise (nm)
    d'arséniure de gallium infrarouge 950
    d'arséniure d'aluminium de gallium infrarouge 880
    de phosphure d'arséniure de gallium rouge 660
    de phosphure d'arséniure de gallium rouge 635
    de phosphure d'arséniure de gallium jaune 590
    de phosphure de gallium vert 565
    de nitrure de gallium bleu 480

    Circuit Récepteur Optique

    • Le circuit récepteur est composé d'un phototransistor, d'un amplificateur, d'un démodulateur et d'une logique de temporisation.
    • Des photodiodes ou des phototransistors sont utilisés pour le récepteur.
    • Les photos-résistances sont aussi importantes, par exemple, l'effet photoélectrique.

    Récepteurs

    • Des photodiodes et phototransistors sont utilisés pour recevoir les signaux.
    • Les photos-résistances, telles que l'effet photoélectrique, sont aussi importantes.

    Photodiodes PN

    • Une photodiode est un composant semi-conducteur qui convertit la lumière en signal électrique.
    • Elle est constituée de 3 régions distinctes: une zone de charge d'espace (ZCE), une région de type N, et une région de type P.

    Fonctionnement des récepteurs: Photodiodes

    • L'absorption de photons par le semi-conducteur crée des paires électron-trou.
    • L'énergie du photon doit être supérieure à la largeur de la bande interdite.
    • L'existence de la bande interdite crée un seuil d'absorption.

    Types de Photodiodes

    • Photodiodes PN
    • Photodiodes PIN
    • Photodiodes Schottky
    • Photodiode avalanche

    Phototransistors

    • Les phototransistors sont des transistors bipolaires avec une base accessible au rayonnement lumineux.
    • Ils produisent un photo-courant (Iph) lorsqu'ils sont éclairés.

    Méthodes de détection possibles

    • Barrière de transmission
    • Barrière de réflexion
    • Barrière diffuse
    • Capteurs de proximité optiques avec câbles à fibres optiques

    Barrière de transmission

    • La portée peut aller jusqu'à 200 mètres.
    • L'objet doit être opaque à la lumière.

    Barrières de réflexion

    • La portée peut atteindre 23 mètres pour des capteurs conventionnels, et jusqu'à 70 mètres avec des capteurs laser.
    • L'objet doit être opaque ou réfléchissant à la lumière.

    Barrières Diffuses

    • La portée de détection est jusqu'à 1,8 mètres.
    • L'objet doit avoir une surface réfléchissante.

    Capteurs de proximité optiques avec câbles à fibres optiques

    • Ils sont utilisés lorsque l'espace d'installation est limité ou les conditions environnementales sont difficiles.
    • Ces capteurs offrent une haute précision dans la détection de petits objets.

    Types de fibres optiques

    • Polymère
    • Verre

    Avantages des câbles à fibres optiques de polymère

    • Mécaniquement plus flexible que les fibres en verre.
    • Facilité de raccourcissement des câbles.

    Avantages des câbles à fibres optiques de verre

    • Adapté aux hautes températures.
    • Longue durée de vie.
    • Faible atténuation pour les longues distances.

    Gammes spectrales d'émission électromagnétique

    • Les récepteurs ont une réponse qui varie selon les longueurs d'onde.
    • Les gammes spectrales d'émission électromagnétique sont: les rayons X, rayons gamma, ultraviolet, visible, infrarouge et radio.

    Lois fondamentales de la réflexion et réfraction

    • La relation entre l'angle d'incidence et l'angle de réfraction est donnée par la loi de Snell-Descartes.
    • n1 sin i1 = n2 sin i2

    Marge d'opération

    • Elle dépend de la distance entre l'émetteur et le récepteur, l'émetteur et le réflecteur et le capteur et l'objet.
    • Plus le risque de contamination est élevé, plus le facteur de marge de fonctionnement est élevé.
    • Divers facteurs, autres que la contamination, peuvent affecter la marge de fonctionnement, comme le réglage de potentiomètre, les changements des surfaces et le vieillissement des éléments.

    Applications

    • Transmission d'images (médecine, chirurgie laser, télécopie)
    • Détection (de différents appareillages)
    • Télécommunications (télécommunications longue distance).

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    Description

    Découvrez le fonctionnement des capteurs optiques et des émetteurs semi-conducteurs, y compris les LED et les diodes laser. Ce quiz explore les conversions de lumière en signaux électriques, ainsi que les longueurs d'onde émises par différents émetteurs. Testez vos connaissances sur ces technologies essentielles.

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