Types de capteurs optiques

Depuis des décennies, les capteurs optiques trouvent leur place dans un nombre croissant d'applications. Le développement des semi-conducteurs dans les années 40 et 50 a conduit à des dispositifs de détection de lumière moins coûteux, compacts et efficaces. Des photodétecteurs ont été utilisés dans les photomètres, les lampadaires et les compteurs de trafic. La fibre optique a permis aux équipements sensibles de fonctionner dans des environnements électriquement bruyants. Les capteurs emballés avec de minuscules circuits intégrés ont donné des détecteurs plus simples à utiliser. Les capteurs optiques ont amélioré l'efficacité et la fiabilité des systèmes de contrôle à un coût raisonnable.

Des matériaux semi-conducteurs sensibles à la lumière ont été utilisés dans une variété de composants électroniques. Les photodétecteurs vont des simples photocellules résistives aux photodiodes et transistors. Le détecteur doit faire partie d'un circuit de commutation ou d'amplification; par eux-mêmes, ils ne peuvent transporter que de petites quantités de courant. Ils sont utilisés pour contrôler les ferme-portes d'ascenseurs, les compteurs de pièces de chaîne de montage et les systèmes de sécurité.

La fibre optique présente des avantages par rapport au câblage électrique standard pour certains environnements. Les fibres ne transportent pas de courant, elles sont donc immunisées contre les interférences électriques. Ils ne présentent aucun risque d'étincelles ou d'électrocution si le câble est endommagé. Selon la conception, la lumière dans la fibre peut être utilisée comme capteur elle-même, ou elle peut servir de chemin de signal pour un ensemble de capteurs séparé.

Les objets rayonnent de la lumière en fonction de leur température et produisent les mêmes couleurs aux mêmes températures. Un pyromètre estime la température d'un objet en détectant la couleur de la lumière qu'il émet. Un pyromètre optique est un appareil plus ancien; l'opérateur compare un filament incandescent dans un viseur à un objet chaud pour déterminer sa température. Les pyromètres électroniques utilisent un semi-conducteur sensible à la lumière pour mesurer automatiquement la température. Les pyromètres sont utilisés lorsque le contact direct est gênant, dangereux ou impossible. Les applications incluent la surveillance des fours de fusion et la détermination de la température des étoiles.

Les détecteurs de proximité miniatures utilisent la lumière pour détecter les objets à proximité. Ils contiennent une source LED et un détecteur pour mesurer la lumière réfléchie. Mesurant quelques millimètres de côté, ils sont suffisamment petits pour être utilisés dans les petits appareils électroniques et les téléphones portables. Ils ont une portée de quelques pouces, utile pour déterminer l'alignement du papier dans un copieur, par exemple, la présence de votre main, ou si une mallette d'ordinateur portable est ouverte ou fermée.

Les capteurs infrarouges sont utilisés dans des situations où la lumière visible serait gênante ou contre-productive. Ils peuvent être utilisés pour dire si quelqu'un est dans une pièce, par la chaleur dégagée par le corps d'une personne. L'infrarouge est également utile pour la signalisation, constituant la base des télécommandes pour la vidéo et l'audio.