传感器技术(第8章光电式传感器)课件概论
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传感器与检测技术ppt课件
22
重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
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现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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34
自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
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44
误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
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45
误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
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25
分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。
8-1
传感器原理与应用——第八章
（3）液体激光器
种类：螯合物激光器、无机液体激光器和有机染料激
光器，其中较为重要的是有机染料激光器。它的最大
特点是发出的激光波长可在一段范围内调节，而且效
率也不会降低，因而它能起着其他激光器不能起的作
用。
传感器原理与应用——第八章
（4）半导体激光器
与前几种相比出现较晚，其成熟产品是砷化镓激光
+ _ + + _ +
U
当加正向电压时，势垒降低，电子由N区注入到P区， 和P区里的空穴复合；空穴则由P区注入到N区，和N区 里的电子复合，这种电子空穴对的复合同时伴随着光 子的放出，因而发光。
传感器原理与应用——第八章
传感器原理与应用——第八章
电子和空穴复合，所释放的能量等于PN结的禁带
宽度（即能量间隙） Eg。所放出的光子能量用 hν表示，
3800 – 4200 7000 – 9000 4500 30 10 45
阳极工 作电压 (V)
30 30 100
暗电流 (A)
3×10-11 8×10-11 8×10-11
环境 温度 (℃)
5 - 35 5 - 35 < 40
传感器原理与应用——第八章
3. 发光二极管（LED——Light Emitting Diode）
构成：由半导体PN结构成。 特点：工作电压低、响应速度快、寿命长、体积小 、重量轻，因此获得了广泛的应用。
传感器原理与应用——第八章
原理：
+ +
iD
P R
Uφ
-
-
+ + + +
+ + + +
第8章光电式传感器2优秀课件
第8章光电式传感器2
概述
➢ 光电传感器是将被测量的变化通过光信号变化转 换成电信号的一种传感器，具有这种功能的材料称 为光敏材料，做成的器件称光敏器件。光敏器件种 类很多，如：
光电管、 光敏二极管、 光电倍增管、 光敏三极管、 光敏电阻、 光电池、 光电耦合器 等等。 光电器件响应快、结构简单、而且有较高的可靠 性, 因此在计算机、自动检测、控制系统应用非常广 泛。
概述
料
光
位
电
自
鼠
动
标
控 制
电 梯 自 动 启 停
概述 光敏电阻
光电管 光敏二极管
光电池
概述
光电耦合器 光栅
光电开关 光纤
8.1 光电效应
光可以认为是由具有一定能量的粒子所组成，而每一个粒 子具有的能量E与其频率大小成正比，光照射就可看成是一 连串具有能量E的粒子轰击在物体上，物体吸收了这些能量 为E的粒子后产生的效应为光电效应。
光敏电阻结构及符号
8.2 光电器件 3.光敏电阻
光敏电阻光照特性 • 无光照时，内部电子被原子束缚，具有很高的电阻值； • 有光照时，电阻值随光强增加而降低； • 光照停止时，自由电子与空穴复合，电阻恢复原值。 •光敏电阻主要参数 • 暗电阻——无光照时的电阻； • 暗电流——无光照时的电流； • 亮电阻、亮电流——受光照时的阻光值敏、电电阻流具；有光谱特性好、 • 光电流——亮电流与暗电流之差允称许光的电光流电。流大、灵敏度高、
2.0 3.0 4.0
入 射 光 波 长 /m
8.2 光电器件 3.光敏电阻——应用(测试电路)
例图： 硫化镉（CdS）0.3～0.8(μm) 硫化铅（PbS）1.0～3.5(μm) 锑化铟（InSb）1.0～7.3(μm)
概述
➢ 光电传感器是将被测量的变化通过光信号变化转 换成电信号的一种传感器，具有这种功能的材料称 为光敏材料，做成的器件称光敏器件。光敏器件种 类很多，如：
光电管、 光敏二极管、 光电倍增管、 光敏三极管、 光敏电阻、 光电池、 光电耦合器 等等。 光电器件响应快、结构简单、而且有较高的可靠 性, 因此在计算机、自动检测、控制系统应用非常广 泛。
概述
料
光
位
电
自
鼠
动
标
控 制
电 梯 自 动 启 停
概述 光敏电阻
光电管 光敏二极管
光电池
概述
光电耦合器 光栅
光电开关 光纤
8.1 光电效应
光可以认为是由具有一定能量的粒子所组成，而每一个粒 子具有的能量E与其频率大小成正比，光照射就可看成是一 连串具有能量E的粒子轰击在物体上，物体吸收了这些能量 为E的粒子后产生的效应为光电效应。
光敏电阻结构及符号
8.2 光电器件 3.光敏电阻
光敏电阻光照特性 • 无光照时，内部电子被原子束缚，具有很高的电阻值； • 有光照时，电阻值随光强增加而降低； • 光照停止时，自由电子与空穴复合，电阻恢复原值。 •光敏电阻主要参数 • 暗电阻——无光照时的电阻； • 暗电流——无光照时的电流； • 亮电阻、亮电流——受光照时的阻光值敏、电电阻流具；有光谱特性好、 • 光电流——亮电流与暗电流之差允称许光的电光流电。流大、灵敏度高、
2.0 3.0 4.0
入 射 光 波 长 /m
8.2 光电器件 3.光敏电阻——应用(测试电路)
例图： 硫化镉（CdS）0.3～0.8(μm) 硫化铅（PbS）1.0～3.5(μm) 锑化铟（InSb）1.0～7.3(μm)
传感器技术ppt课件
• 电压衰减---是接近开关接通负载后（负载电流为Ie时）开关两端的电压值； • 空载电流---是指在没有负载时，测量所得的传感器自身所消耗的电流； • 剩余电流（漏电流）---是接近开关断开时，流过负载的电流；
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
21
目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
22
第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
23
第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
13
第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
8
第一章 感应式接近开关
输出电路：（直流三线型）
NPN型
棕色(BN)
PNP型
棕色(BN)
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目录
第三章 光电开关
第一节、简 介 第二节、漫反射型光电开关 第三节、反光板型光电开关 第四节、对射型光电开关
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第三章 光电开关
第一节 简介 光电开关利用光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
目的。
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第三章 光电开关
基本工作原理
目标物
发射器
控制电路
1 0
1
0
接收器
信号处理电路 输出电路
第三节 热电阻 热电阻常用于低温测量（测温范围：-200-500℃）。
工作原理： 热电阻是由一种对温度非常敏感的金属材料构成。自身电阻随温度 变化而变化（电阻增加或减少），输出信号：电阻。
电气符号
39
第四章 温度传感器
第三节 热电阻 分类：
热电阻分正温度系数和负温度系数。 正温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而增大； 负温度系数：热电阻 阻值随着温度的升高而减小；
近开关的工作电压及输出电流需 通过计算确定串联开关的数量。
总压降 U总降= U降 * n; 额定电流Ie串= Ie - Io * n
U降----单个接近开关的电压衰减值； Ie----单个接近开关的额定电流；
n----串联接近开关数量；
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第一章 感应式接近开关
多开关并联接线图：
传感器技术 传感器与检测技术 PPT课件
学习本课程之前，要求先修《大学物理》、《电路理论》、《模拟电 子技术》、《数字电子技术》、《电气测量技术》，本课程也是《过 程控制系统及仪表》的先修课程。
本课程的性质及适应对象
本课程为电子信息工程专业选修课程。
本科教学计划安排
章次
内容
1 绪论
2 电阻式传感器原理与应用
3 变阻抗式传感器原理与应用
4 光电式传感器原理与应用
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
参考网站
[1]传感器课程 [2]仪表技术与传感器 [3]传感器世界 [4]中国传感器 [5]传感器技术 [6]21IC中国电子网 [7]传感技术学报网
[8]传感器资讯网
参考文献
1．王化祥,张淑英.传感器原理及应用（第3版）[M].天津:天津 大学出版社, 2007
2．杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安:西安电子科技 大学出版社,2004
思考题与习题
第7章 流量检测
7.1 流量的基本概念 7.2 差压式流量计 7.3 电磁流量计 7.4 涡轮流量计 7.5 涡街流量计 7.6 超声流量计 7.7 质量流量计
思考题与习题
第8章 成分检测
8.1 概述 8.2 热导式气体分析仪 8.3 磁性氧量分析仪 8.4 氧化锆氧量分析仪 8.5 红外气体分析仪 8.6感器概述 1.3 测量误差与数据处理 1.4 传感器的一般特性 1.5 传感器的标定和校准
思考题与习题
第2章电阻式传感器原理与应用
2.1 应变式传感器 2.2 电阻式传感器
思考题与习题
第3章 变阻抗式传感器原理与应用
本课程的性质及适应对象
本课程为电子信息工程专业选修课程。
本科教学计划安排
章次
内容
1 绪论
2 电阻式传感器原理与应用
3 变阻抗式传感器原理与应用
4 光电式传感器原理与应用
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
参考网站
[1]传感器课程 [2]仪表技术与传感器 [3]传感器世界 [4]中国传感器 [5]传感器技术 [6]21IC中国电子网 [7]传感技术学报网
[8]传感器资讯网
参考文献
1．王化祥,张淑英.传感器原理及应用（第3版）[M].天津:天津 大学出版社, 2007
2．杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安:西安电子科技 大学出版社,2004
思考题与习题
第7章 流量检测
7.1 流量的基本概念 7.2 差压式流量计 7.3 电磁流量计 7.4 涡轮流量计 7.5 涡街流量计 7.6 超声流量计 7.7 质量流量计
思考题与习题
第8章 成分检测
8.1 概述 8.2 热导式气体分析仪 8.3 磁性氧量分析仪 8.4 氧化锆氧量分析仪 8.5 红外气体分析仪 8.6感器概述 1.3 测量误差与数据处理 1.4 传感器的一般特性 1.5 传感器的标定和校准
思考题与习题
第2章电阻式传感器原理与应用
2.1 应变式传感器 2.2 电阻式传感器
思考题与习题
第3章 变阻抗式传感器原理与应用
光电式传感器课件PPT
4
9.1.2 光电式传感器的基本形式
光电传感器可用来测量光学量或已转换为光学 量的其他被测量，输出电信号。测量光学量时， 光电器件作为敏感元件使用；测量其他物理量 是，作为转换元件使用。
由光路及电路两大部分组成 1）光路部分实现被测信号对光量的控制和调制 2）电路部分完成从光信号到电信号的转换
5
四种基本形式 ▲▲
按测量光路组成来看，光电传感器分为： 透射式、反射式、辐射式、开关式
发光元件
窗 光敏元件 壳体
（d）
导线
6
（1）透射式光电传感器 ①工作原理：利用光源发出一恒定光通量的光，并使之穿过
被测对象，其中部分光被吸收，而其余的光则到达光敏元 件上，转换为电信号输出。根据被测对象吸收光通量的多 少就可确定出被测对象的特性，光敏器件上输出的光电流 是被测对象所吸收光通量的函数。 ②用途：测量液体、气体、固体的透明度、浑浊度等参数。
7
（2）反射式光电传感器 ①工作原理：将恒定光源发出的光投射到被测对
象上，用光电器件接受其反射光通量，反射光 通量的变化反映出被测对象的特性。 ②应用：通过光通量变化的大小，可以反映出被 测物体的表面光洁度；通过光通量的变化频率， 可以反映出被测物体的转速。
8
（3）辐射式光电传感器 工作原理：利用光电器件接收被测对象辐 射能的强弱变化，光通量的强弱与被测参 量（例如温度）的高低有关。
光窗 （a)结构
Uo （b)测量电路
15
（2）外光电效应型光电器件主要性能：光电器件的 性能主要由伏安特性、光照特性、光谱特性、响应时 间、峰值探测率和温度特性等来描述。▲▲
①光电管的伏安特性 ：在一定的光照下，对光电器件的 阴极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系称为光电 管的伏安特性。
9.1.2 光电式传感器的基本形式
光电传感器可用来测量光学量或已转换为光学 量的其他被测量，输出电信号。测量光学量时， 光电器件作为敏感元件使用；测量其他物理量 是，作为转换元件使用。
由光路及电路两大部分组成 1）光路部分实现被测信号对光量的控制和调制 2）电路部分完成从光信号到电信号的转换
5
四种基本形式 ▲▲
按测量光路组成来看，光电传感器分为： 透射式、反射式、辐射式、开关式
发光元件
窗 光敏元件 壳体
（d）
导线
6
（1）透射式光电传感器 ①工作原理：利用光源发出一恒定光通量的光，并使之穿过
被测对象，其中部分光被吸收，而其余的光则到达光敏元 件上，转换为电信号输出。根据被测对象吸收光通量的多 少就可确定出被测对象的特性，光敏器件上输出的光电流 是被测对象所吸收光通量的函数。 ②用途：测量液体、气体、固体的透明度、浑浊度等参数。
7
（2）反射式光电传感器 ①工作原理：将恒定光源发出的光投射到被测对
象上，用光电器件接受其反射光通量，反射光 通量的变化反映出被测对象的特性。 ②应用：通过光通量变化的大小，可以反映出被 测物体的表面光洁度；通过光通量的变化频率， 可以反映出被测物体的转速。
8
（3）辐射式光电传感器 工作原理：利用光电器件接收被测对象辐 射能的强弱变化，光通量的强弱与被测参 量（例如温度）的高低有关。
光窗 （a)结构
Uo （b)测量电路
15
（2）外光电效应型光电器件主要性能：光电器件的 性能主要由伏安特性、光照特性、光谱特性、响应时 间、峰值探测率和温度特性等来描述。▲▲
①光电管的伏安特性 ：在一定的光照下，对光电器件的 阴极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系称为光电 管的伏安特性。
光电式传感器PPT课件
第8章 光电式传感器
图 8-2 光敏电阻结构 (a) 光敏电阻结构； (b) 光敏电阻电极； (c) 光敏电阻接线图
第8章 光电式传感器
2.光敏电阻的主要参数
(1) 暗电阻与暗电流 光敏电阻在不受光照射时的阻值 称为暗电阻，此时流过的电流成为暗电流。
(2) 亮电阻与亮电流 光敏电阻在受光照射时的电阻称为 亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。
在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现 象称为外光电效应。向外发射的电子叫光电子。基于外光电效 应的光电器件有光电管、 光电倍增管等。
光照射物体，可以看成一连串具有一定能量的光子轰击物 体，物体中电子吸收的入射光子能量超过逸出功A0时，电子就 会逸出物体表面，产生光电子发射， 超过部分的能量表现为逸 出电子的动能。
8.1.2
1. 结构原理
光敏二极管的结构与一般二极管相似。它装在透明玻璃外壳 中，其PN结装在管的顶部，可以直接受到光照射（见图8-8）。 光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态（见图8-9），在 没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，这反向电流称 为暗电流，当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附 近产生光生电子和光生空穴对，它们在PN结处的内电场作用下 作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大。因此 光敏二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导 通状态。
第8章 光电式传感器
光敏晶体管的光电灵敏度虽然比光敏二极管高得多，但在 需要高增益或大电流输出的场合，需采用达林顿光敏管。图8-11 是达林顿光敏管的等效电路，它是一个光敏晶体管和一个晶体 管以共集电极连接方式构成的集成器件。由于增加了一级电流 放大，所以输出电流能力大大加强，甚至可以不必经过进一步 放大，便可直接驱动灵敏继电器。但由于无光照时的暗电流也 增大，因此适合于开关状态或位式信号的光电变换。
传感器与检测技术(第三版)李增国主编--第八章
2018/9/2
23
2．中间导体定律
在热电偶中接入第3种均质导体，只要第 3种导体的两结点温度相同，则热电偶的 热电势不变。
第3种导体接入热电偶回路
2018/9/2 24
推论
热电偶的这种性质在实用上有很重要的 意义，它使我们可以方便地在回路中直 接接入各种类型的显示仪表或调节器， 也可以将热电偶的两端不焊接而直接插 入液态金属中或直接焊在金属表面测量。 推论：在热电偶中接入第4、5……种导 体，只要保证插入导体的两结点温度相 同，且是均质导体，则热电偶的热电势 仍不变。
2018/9/2
8
8.1热电效应及测温原理
8.1.1 接触电势 8.1.2 温差电势 8.1.3 总电势
2018/9/2
9
8.1.1 工作原理
1．热电效应 将两种不同成分的导体组成一个闭合回 路，当闭合回路的两个结点分别置于不 同的温度场中时，回路中将产生一个电 势，这种现象称为“热电效应”。 1821年由Seeback发现的，故又称为赛 贝克效应。
2018/9/2 11
热电偶回路原理
2018/9/2
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热电势由两部分组成
两种导体组成的回路称为“热电偶”， 这两种导体称为“热电极”，产生的电 势则称为“热电势”，热电偶的两个结 点，一个称为测量端（工作端或热端）， 另一个称为参考端（自由端或冷端）。 一部分是两种导体的接触电势，另一部 分是单一导体的温差电势。
eA (T、T0 ) A dT
T0
2018/9/2 18
T
4．热电偶的电势
设导体A、B组成热电偶的两结点温度分 别为T和T0，热电偶回路所产生的总电 动势，
《传感器与检测技术》第八章光电式传感器
光 检 测 放 大
烟 筒
刻 度 校 对
显 示 报 警 器
吸收式烟尘浊度监测系统组成框图
3．包装充填物高度检测
光电开光
光电信号
h 放大 整形 放大
执行机构
利用光电检测技术控制充填高度
五、光电耦合器件
1．光电耦合器 （1）耦合器的组合形式
（2）耦合器的结构形式
（3）耦合器常见的特性
对于光电耦合器的特性，应注意以下各项参数。 1）电流传输比 2）输入输出间的绝缘电阻 3）输入输出间的耐压 4）输入输出间的寄生电容 5）最高工作频率 6）脉冲上升时间和下降时间
的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积。
光敏晶体管的结构与原理电路
原理：光照射在集电结上时 ，形成光电流，相当于 三极管的基极电流。因而集电极电流是光生电流的 β倍，所以光敏晶体管有放大作用。
（3）基本特性 1）光谱特性
应用：光或探测赤热状态物体时，一般都用硅管。但 对红外光进行探测时，锗管较为适宜。
运动的“粒子流”，这种粒子称为光子。每个光子具
有的能量为： E=h·υ
υ—光波频率； h—普朗克常数，h＝6.63*10-34J/Hz
对不同频率的光，其光子能量是不相同的，光波频率 越高，光子能量越大。用光照射某一物体，可以看 做是一连串能量为hγ的光子轰击在这个物体上，此 时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部 能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传 递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射
2．光电开关 （1）典型的光电开关结构
（2）光电开关的应用
第二节 光纤传感器
光纤传感器FOS（Fiber Optical Sensor)用光作为敏 感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。 因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。
光电传感器应用技术教学配套课件王庆有第8章第3节
8.6 典型面阵CCD图像传感器
8.6.1概述
二维面阵CCD图像传感器有不同的结构与排列方式，如帧转移、隔列转 移、线转移和全帧转移等方式。
(1) 帧转移面阵CCD
如图8-31所示为 帧转移方式的面阵 CCD图像传感器的原 理结构图。
(2) 隔列转移型面阵CCD
隔列转移型面阵CCD的结构如图8-32(a)所示。
(3) 线转移型面阵CCD
如图8-33所示为线转 移方式的面阵CCD的结构 图，它与前面两种转移方 式相比，取消了存储区， 多了一个线寻址电路。
8.6.2典型帧转移型面阵CCD器件
1. TCD5130AC面阵CCD
TCD5130AC是一种帧转移型面阵CCD。常用于三管彩色 CCD电视摄像机中。它的有效像元数为754(H)×583(V)；像元尺寸 (长×高)为12.0μm×11.5μm；像敏面积为9.05mm×6.70mm，一般将 它封装如图8-34所示 。各管脚的定义如图8-35所示。
8.6 若二相线阵CCD器件TCD1251D像敏单元为2700个，器 件的总转移效率为0.92，试计算它每个转移单元的最低转移效率 为多少？
8.7 设TCD1209D的驱动频率为2MHz，试计算TCD1209D 的最短积分时间为多少？当从表5-1中查到其光照灵敏度（响应 R）31v/lx.s时，试求使其饱和所需要的最低照度？
8.15 试说明隔列转移型面阵CCD的信号电荷是如何从像敏区 转移出来成为视频信号的。
8.11 TCD1251D的转移脉冲SH的下降沿落在驱动脉冲CR1还 是CR2的高电平上？这说明了什么？如果将CR1和CR2的相位颠 倒会出现怎样的情况？
8.12 为什么TCD1251D的积分时间必须大于2752个TRS （TRS为复位脉冲RS的周期）？若积分时间小于2752个TRS，输 出信号将会如何？
第8章 光电式传感器课件
光电效应及其光电器件
概述
光电式传感器（或称光敏传感器） 光电器件是将光能转变为电能的一种传感器件
。是构成光电式传感器的主要部件。光电器件 的物理基础是光电效应。 光电效应（分类）
外光电效应 内光电效应
光电导效应 PN结光电效应
特点
光电式传感器具有结构简单、响应速度快、高 精度、高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强（ 不受电磁辐射影响，本身也不辐射电磁波）、 可实现非接触式测量等特点
光电流
亮电流与暗电流之差
3、光敏电阻的基本特性
伏安特性 在一定照度下，流过光敏电阻 的电流与光敏电阻两端的电压的关系。
I / mA
40
30
功率
10001 x 500 mW
20
1001 x
10 101 x
0
100
200
U/V
图 8-42（c） 硫化镉光敏电阻的伏安特性
光照特性
指光敏电阻的光电流I和光照强度之间的关 系
当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成 正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的 电子数也就越多。
光电子逸出物体表面具有初始动能mv02 /2 ，因此外光 电效应器件（如光电管）即使没有加阳极电压，也会有 光电子产生。为了使光电流为零，必须加负的截止电压 ，而且截止电压与入射光的频率成正比。
这种效应可分为因光照引起半导体电阻率 变化的光电导效应和因PN结光照产生电 动势的光生伏特效应两类。
内光电效应分类
①光电导效应
在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自 由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为 光电导效应。
②PN结光电效应（光生伏特效应 ）
在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的 现象。
概述
光电式传感器（或称光敏传感器） 光电器件是将光能转变为电能的一种传感器件
。是构成光电式传感器的主要部件。光电器件 的物理基础是光电效应。 光电效应（分类）
外光电效应 内光电效应
光电导效应 PN结光电效应
特点
光电式传感器具有结构简单、响应速度快、高 精度、高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强（ 不受电磁辐射影响，本身也不辐射电磁波）、 可实现非接触式测量等特点
光电流
亮电流与暗电流之差
3、光敏电阻的基本特性
伏安特性 在一定照度下，流过光敏电阻 的电流与光敏电阻两端的电压的关系。
I / mA
40
30
功率
10001 x 500 mW
20
1001 x
10 101 x
0
100
200
U/V
图 8-42（c） 硫化镉光敏电阻的伏安特性
光照特性
指光敏电阻的光电流I和光照强度之间的关 系
当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成 正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的 电子数也就越多。
光电子逸出物体表面具有初始动能mv02 /2 ，因此外光 电效应器件（如光电管）即使没有加阳极电压，也会有 光电子产生。为了使光电流为零，必须加负的截止电压 ，而且截止电压与入射光的频率成正比。
这种效应可分为因光照引起半导体电阻率 变化的光电导效应和因PN结光照产生电 动势的光生伏特效应两类。
内光电效应分类
①光电导效应
在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自 由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为 光电导效应。
②PN结光电效应（光生伏特效应 ）
在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的 现象。