光电传感器性能参数分析
光电式传感器
-20 ºC 3.0 4.0 λ/μm
21
常用光敏电阻旳性能参数
给出常用国产MG型光敏电阻旳性能参数
表2.5（1）
常用旳光敏电阻器型号有密封型旳MG41、MG42、MG43和非密封型旳MG45（售22价便 宜）。它们旳额定功率均在200mW下列。
② 光敏晶体管
广泛应用于光纤通信、红外线遥控器、光电耦合器、控制伺服电 机转速旳检测、光电读出装置等场合。
根据能量守恒定理
h
1 2
m02
A
式中 m—电子质量；v0—电子逸出速度。 h—普朗克常数，6.626×10-34J·s；ν—光旳频率（s-1）
该方程称为爱因斯坦光电效应方程。
可见：光电子能否产生，取决于光子旳能量是否不小于该物体旳表面逸出功。
h A
hc A
1.239 A
m
0
即入射光波长不大于波长限
光敏二（三）极管存在一种最佳敏捷度旳峰值波长。当入射光旳波长增长时， 相对敏捷度要下降。因为光子能量太小，不足以激发电子空穴对。当入射光旳 波长缩短时，相对敏捷度也下降，这是因为光子在半导体表面附近就被吸收， 而且在表面激发旳电子空穴对不能到达PN结，因而使相对敏捷度下降。01.239 A Nhomakorabeam
时才干产生外光电效应 6
光电管
光电管是装有光阴极和阳极旳真空玻璃管，其阴极受到合适旳光照后发 射光电子，这些光电子被具有一定电位旳阳极吸引，并在管内形成空间 电子流，称为光电流。 此时若光强增大，轰击阴极旳光子数增多，单位时间内发射旳光电子数 也就增多，光电流变大。 在光电管旳外电路上接合适电阻，电阻上旳电压降将和管内空间电流成 正比，或与照射到光电管阴极上旳光有函数关系，从而实现光电转换。
光电传感器产品参数说明书
Photoelectric Sensors2.144BMOA Miniature Remote Amplifier SensorsNeed the precision of a laserphotoelectric sensor, but have no room to mount something that big? Ultra miniaturesensing heads down to 2 mmcan fit into applications wheremost sensors won’t. The BMOA component systems use an amplifier to power and control the signals from the sensing head, making it a unique alternative to typical fiber optic solutions. The BMOA component systems offer maximum flexibility with high flex cable versions for moving applications likerobotic arms. The systems can detect targets as small as 0.05 mm. The BMOAamplifiers make set-up and operation easy, using a simpledynamic teach function, or amanual push-button adjustment mode. Available in economical discrete or advanced analog outputversions to solve difficult applications.Features– Smallest sensing head in the industry– Laser-like precision to detect targets as small as 0.05 mm – High speed switching up to 5 kHz– 50 ms pulse stretching delay – Simple pushbuttonadjustment of dynamic teach function– Stability and Output Function LEDs– Discrete output versions PNP and NPN– Analog Output versions 0…10 Vdc and 4…20 mA – Din-rail or panel mountable Applications– Thread detection – Small part profiling – Robotic end-effectors– Semiconductor component detection– High performance alternative to fiber opticsBMOAMiniature Remote Amplifier SensorsBMO A01... amplifiers only.C o u r t e s y o f C M A /F l o d y n e /H y d r a d y n e ▪ M o t i o n C o n t r o l ▪ H y d r a u l i c ▪ P n e u m a t i c ▪ E l e c t r i c a l ▪ M e c h a n i c a l ▪ (800) 426-5480 ▪ w w w .c m a f h .c o m2.145t p76o amplifier connectoramplifier connectoramplifier connectorC o u r t e s y o f C M A /F l o d y n e /H y d r a d y n e ▪ M o t i o n C o n t r o l ▪ H y d r a u l i c ▪ P n e u m a t i c ▪ E l e c t r i c a l ▪ M e c h a n i c a l ▪ (800) 426-5480 ▪ w w w .c m a f h .c o mPhotoelectric Sensors2.146High SpeedBMO A01-I-PU-C-02BMO A01-I-NU-C-02SeriesDiscrete Output PNP Normally-open NPNNormally-open Analog Output 0...10 Vdc 4...20 mASupply VoltageVoltage Drop U d at I e Output Current (digital)Analog Output Type (Voltage)Analog Output Type (Current)Analog Output Load (voltage) min load Analog Output Load (current) Max Load Current Consumption I o (no load)Protections Response TimeSwitching FrequencyPulsed/Non-Pulsed Light Source Output FunctionOperating Temperature Range Degree of Protection per IEC 60529Sensitivity/Range Adjustment Power/Stability Indication Alarm Indication Output LEDHousing MaterialWeightConnection (to control system)10…30 Vdc< 2 V 100 mA 45 mAShort Circuit, Reverse Polarity100 µs 5 KHz Non-PulsedLight/Dark Selectable -10° C to +55° CIP 65Teach-in and ManualGreen LED Yellow LED ABS 55 g2 m PVC Cable ,3 x 26 AWGq w e rBMOAMiniature Remote Amplifier SensorsSensitivity settingAUT – the amplifier will determine the best setting for the application.MAN – this allows you to fine-tune the settings or manually adjust the sensor for difficult applications.Wiring DiagramsOutput GNDOutput GNDrC o u r t e s y o f C M A /F l o d y n e /H y d r a d y n e ▪ M o t i o n C o n t r o l ▪ H y d r a u l i c ▪ P n e u m a t i c ▪ E l e c t r i c a l ▪ M e c h a n i c a l ▪ (800) 426-5480 ▪ w w w .c m a f h .c o mFiber Optics/photoelectricObject Resolution for Diffuse Sensors42-2-4-6-8Y(mm)055M, 06TM & 66RMYMeasuring Arrangement:900a standard resolution amplifier.04SM, 05TM & 66RMthe beam at certain ranges.Sensing Distance for Diffuse Sensors0.8% 1.6% 3.1% 6.3% 12.5% 25% 50% 100%Absolute Mode (ABS)This mode offers the maximum accuracy for allapplications. The amplifier will offer 8 stages ofCourtesyofCMA/Flodyne/Hydradyne▪MotionControl▪Hydraulic▪Pneumatic▪Electrical▪Mechanical▪(8)426-548▪www.cmafh.co m。
反射光电传感器参数
反射光电传感器参数1.测量距离：测量距离是指反射光电传感器可以探测到目标物体的最大距离。
通常情况下，这个参数会根据传感器的类型和光源的功率来确定。
一般来说，测量距离越远，传感器的可靠性和适用范围就越大。
2.探测角度：探测角度是指光束从光源射出后的扩散范围。
不同类型的反射光电传感器具有不同的探测角度，一般可以是几度到几十度不等。
探测角度的选择需要根据具体的应用需求来确定，过大的角度可能导致探测精度下降，而过小的角度则可能会限制传感器的范围。
3.反射灵敏度：反射灵敏度是指光电传感器对目标物体反射光的敏感程度。
反射灵敏度的高低对于传感器的性能和可靠性有着重要的影响。
一般来说，反射灵敏度越高，传感器对目标物体的反射光的接收能力就越强，因此可以用于检测较小和较暗的目标物体。
4.工作频率：工作频率是指传感器的光源产生光束的频率。
不同的工作频率对于光电传感器来说具有不同的影响。
通常情况下，高频率可以提高传感器的测量速度和准确性，但同时也会增加功耗和成本。
5.响应时间：响应时间是指传感器对目标物体变化的快速反应能力。
传感器的响应时间越短，表示它可以更快地检测到目标物体的变化，从而提高传感器的实时性和准确性。
6.工作温度范围：工作温度范围是指传感器能够正常工作的温度范围。
这个参数对于一些特定环境下的应用非常重要，例如工业生产中的高温或低温环境。
以上是反射光电传感器的一些常见参数，实际应用中还可能有更多其他的参数需要考虑，如供电电压、输出类型等。
根据不同的应用需求，选择适合的反射光电传感器参数可以提高传感器的性能和可靠性，实现更精确的目标物体检测。
光电传感器调研报告
光电传感器调研报告前言：在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增.这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
一、理论基础—-光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应。
根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数，h ＝6.63*10-34 J/HZ)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高，光子能量越大.假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律:式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功.由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h 〉A 。
由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大,都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
相应的波长为 式中，c 为光速，A 为逸出功。
当受到光照射时，吸收电子能量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。
它属于内光电效应。
当光照在半导体上是，若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度，则电子从价带跃迁到导带，形成电子,同时，价带留下相应的空穴。
镜反射光电传感器参数-概述说明以及解释
镜反射光电传感器参数-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以参考如下：1.1 概述镜反射光电传感器是一种常用的光电检测器件，它利用镜子的反射作用来实现检测和测量目标物体的存在与位置。
通过反射光束的变化，该传感器可以感知目标物体的特定属性，例如距离、形状、颜色等。
镜反射光电传感器由发射器和接收器两部分组成。
发射器发出一束光束，经过镜面反射后射向目标物体，然后被目标物体反射回来，经过接收器接收和处理。
当目标物体到达或离开传感器的检测范围时，反射光线的特性会发生变化，由此触发传感器的输出信号。
镜反射光电传感器具有高灵敏度、快速响应、简单易用的特点，广泛应用于自动化控制和工业生产中。
它们可以在许多领域中发挥重要作用，例如自动门控制、物体计数、位置检测、安全防护等。
本文将详细介绍镜反射光电传感器的工作原理、主要参数以及应用领域。
通过对这些关键内容的分析和讨论，旨在帮助读者深入了解镜反射光电传感器，并为其在实际应用中的选择和使用提供指导。
同时，本文还将对镜反射光电传感器的未来发展进行展望，并给出结论部分对整篇论文的总结。
1.2 文章结构文章结构本文主要探讨和介绍镜反射光电传感器的参数。
全文从引言、正文和结论三个部分组成。
引言部分首先对镜反射光电传感器进行概述，说明其作为一种光电传感器的基本原理和功能。
其次，介绍了本文的结构安排，并指出本文的目的和意义。
正文部分主要包括三个方面的内容。
首先，详细介绍了镜反射光电传感器的工作原理，深入分析了它是如何利用反射光来检测和测量目标物体的相关参数的。
其次，重点探讨了镜反射光电传感器的主要参数，如反射率、灵敏度、响应时间等，并解释了这些参数对传感器性能和应用的影响。
最后，列举了镜反射光电传感器的应用领域，包括工业自动化、智能家居、机器人技术等。
通过这些实际应用案例，读者可以更好地理解镜反射光电传感器在各个领域中的重要作用和优势。
结论部分对本文进行总结，强调了镜反射光电传感器的重要参数，并归纳了这些参数对于传感器性能和应用的重要性。
光电传感器系列实验
东南大学物理实验报告姓名学号指导教师日期报告成绩实验名称光敏传感器的光电特性研究目录实验一光敏电阻特性实验实验二光敏二极管特性实验一、实验目的：1、了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；2、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；3、了解硅光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；4、了解硅光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。
二、实验原理：光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。
光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。
1、光电效应光敏传感器的物理基础是光电效应，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射称为外光电效应，或光电子发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
电子并不逸出材料表面的则是内光电效应。
光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。
即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。
光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类，几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。
（1）光电导效应若光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。
它是一种内光电效应。
光电导效应可分为本征型和杂质型两类。
前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。
杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。
QS18光电传感器
Pico型电缆接插件式
QS18型检测模式
对射式
反射板式
聚焦式
直接反射式
可调区域式
玻璃和塑料光纤式
上海：021-6427 1933 • 天津：022-2304 6751 • 广州：020-3874 2606
QS18 系 列
WORLD-BEAMTM 传感器系列 —— QS18系列传感器
100 mm 4.0 in
DISTANCE
1000 mm 40.0 in
30 mm 20 mm 10 mm
0 10 mm 20 mm 30 mm
QS18...W
Divergent Diffuse Mode
1.2 in 0.8 in 0.4 in 0 0.4 in 0.8 in 1.2 in
0 20 mm 40 mm 60 mm 80 mm 100 mm 0.8 in 1.6 in 2.4 in 3.2 in 4.0 in
检测距离
450mm (18")
电缆形式* 2m（6.5'） 4针Pico电缆接插件 2m（6.5'） 4针Pico电缆接插件
供电电压 输出形式
NPN 10 ~ 30V dc
PNP
过量增益
光形图
产品性能由90%反射率的白色测试板标定
1000
E X C E 100 S S
G 10 A I N
1 1 mm 0.04 in
0 100 mm 200 mm 300 mm 400mm 500 mm 4.0 in 8.0 in 12.0 in 16.0 in 20.0 in
DISTANCE
2m（6.5'） NPN
光电传感器实验报告
一、实验目的1. 了解光电传感器的原理和结构；2. 掌握光电传感器的应用领域；3. 通过实验验证光电传感器的性能；4. 学习光电传感器在实际工程中的应用。
二、实验原理光电传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
其基本原理是：当光照射到半导体材料上时，会激发出电子，从而产生光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，即光照越强，光电流越大。
三、实验仪器1. 光电传感器；2. 光源；3. 指示仪表；4. 实验电路板；5. 连接线；6. 电源。
四、实验内容1. 光电传感器的基本特性测试；2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试；3. 光电传感器在不同距离下的响应特性测试；4. 光电传感器在实际工程中的应用。
五、实验步骤1. 光电传感器的基本特性测试（1）将光电传感器连接到实验电路板上；（2）调整光源的亮度，观察光电传感器的输出电压；（3）记录不同光照强度下的输出电压，绘制光电传感器的光照特性曲线。
2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试（1）调整光源的亮度，观察光电传感器的输出电压；（2）记录不同光照强度下的输出电压，绘制光电传感器的光照特性曲线。
3. 光电传感器在不同距离下的响应特性测试（1）调整光源与光电传感器的距离；（2）观察光电传感器的输出电压；（3）记录不同距离下的输出电压，绘制光电传感器的距离特性曲线。
4. 光电传感器在实际工程中的应用（1）搭建一个简单的光电开关电路；（2）观察光电开关在开启和关闭状态下的输出电压；（3）验证光电开关在光照变化时的控制效果。
六、实验结果与分析1. 光电传感器的基本特性测试实验结果表明，光电传感器的光照特性曲线呈非线性关系。
当光照强度增加时，输出电压也随之增加，但曲线并不是严格的线性关系。
2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试实验结果表明，随着光照强度的增加，光电传感器的输出电压也随之增加。
在实验条件下，当光照强度达到一定值时，输出电压趋于稳定。
各类传感器测速性能比较实验
各类传感器测速性能比较实验一、实验目的比较各类传感器对测速实验的性能差异。
二、实验要求通过实验二十（霍尔测速实验）、实验二十一（磁电式传感器测速实验）、实验二十八（电涡流传感器测转速实验）、实验三十一（光纤传感器测速实验）以及实验三十二（光电转速传感器的转速测量实验），获得实验数据，进而对实验数据进行比较，获得各传感器测速的性能。
三、基本原理（一）霍尔测速实验：利用霍尔效应表达式UH = KHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周，磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速（转速=60*频率/12）。
（二）磁电式传感器测速实验：基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁钢时，每转一周线圈感应电势产生N次变化，通过放大、整形和计数等电路即可测量转速。
（三）电涡流传感器测转速实验：利用电涡流的位移传感器及其位移特性，当被测转轴的端面或径向有明显的位移变化（齿轮、凸台）时，就可以得到相应的电压变化量，再配上相应电路测量转轴转速。
本实验请实验人员自己利用电涡流传感器和转动源、数显单元组建。
（四）光纤传感器测速实验：利用光纤位移传感器探头对旋转体被测物反射光的明显变化产生的电脉冲，经电路处理即可测量转速。
（五）光电转速传感器的转速测量实验：光电式转速传感器有反射型和直射型两种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉冲计数处理即可得到转速值。
四、主要器件及单元霍尔式传感器、磁电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、直流源±15V、转速调节2~24V，转动源模块、光纤传感器实验模块、+5V直流电源、转动源单元及转速调节2-24V、数显转速/频率表。
光电传感器光电器件基本原理和特性
被测量 的变化
光信号 的变化
电信号 的变化
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏传感器
光敏传感器的构成：光源、光学通路、光敏器件、 检测处理电路。
常用光源：白炽灯、气体放电光源、LED、激光 器（固体、气体、液体、半导体激光器）
光敏传感器特点：非接触、响应快、性能可靠。
光电传感器光电器件基本原理和特性
亮电阻：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。
光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏电阻的基本特性
（1）伏安特性 （2）光照特性 （3）光谱特性 （4）响应时间和频率特性 （5）温度特性
光电传感器光电器件基本原理和特性
（1）伏安特性
光电传感器光电器件基本原理和特性
光电效应
外光电效应：物质吸收光子并激发出自由电子的 现象。基于外光电效应的器件有光电管、光电倍 增管。
内光电效应：
光电导效应：当入射光子射入到半导体时，半导体吸 收入射光子产生电子空穴对，使其电导率增大。基于 这种效应的器件有光敏电阻。
光生伏特效应：在光作用下能使物体产生一定方向电 动势的现象。基于该效应的器件有光电池和光敏二极 管、光敏三极管。
传感器技术
韩君
光敏传感器-理论
光电传感器光电器件基本原理和特性
内容
光敏传感器 光敏器件类型和原理 常用光敏器件特性和基本应用
光敏二极管 光敏晶体管 光敏电阻
光电传感器光电器件基本原理和特性
光敏传感器
光敏传感器的工作原理是：把被测量的变化转换 成光信号的变化，然后通过光敏器件变换成电信 号，检测电路对电信号进行处理。
在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系
图像传感器的光电参数和选择标准
图像传感器的光电参数和选择标准图像传感器可将光信号转化为电信号，其光电参数直接决定了成像质量，是所有成像设备中的核⼼关键器件。
图像传感器分为 CCD器件和CMOS 器件。
CMOS图像传感器在帧频、集成度、可靠性、功耗和成本等⽅⾯优势明显。
随着 CMOS 技术的不断进步，CMOS 图像传感器的成像性能已接近或超越 CCD 器件，在⾼端⼯业、医疗、和科研应⽤中逐步取代 CCD，成为主流图像传感技术。
⽆论是 CMOS 或 CCD 图像传感器，其光电参数都可依据业界成熟的标准进⾏评价。
图像传感器的主要光电参数CMOS 和 CCD 图像传感器的性能指标可分为光学指标和电学指标，⽽其成像质量主要取决于以下光学指标：分辨率及像元尺⼨（Resolution and Pixel size）快门类型（Shutter Type）量⼦效率（Quantum Efficiency, QE）灵敏度（Sensitivity）暗噪声（Dark Noise）满阱容量（Full Well Capacity, FWC）动态范围（Dynamic Range, DR）暗电流（Dark Current, DC）除上述光学指标外，图像传感器的电学指标，如帧频、功耗、输出格式及数据率也是设计成像系统时需要考虑的重要指标。
1) 分辨率及像元尺⼨图像传感器的感光区是由多个像元排列的⼀维或⼆维矩阵，其中像元（或像素）为单个感光单元。
图像传感器的分辨率通常由该矩阵的横纵⽅向的像元数表⽰，如 1920 x 1080，或由其乘积表⽰，如 2 百万分辨率(2MP)。
像元尺⼨为每个像元的物理尺⼨，即相邻像元中⼼的间距。
像元尺⼨越⼤，能收集到的光⼦数越多，芯⽚灵敏度越⾼，意味着在同样的光照条件下和曝光时间内，芯⽚能收集到的有效信号越多。
在光强可控的⼯业应⽤中，像元尺⼨⼀般在 4.5-6.5 微⽶之间；⽽在微光应⽤中，像元尺⼨多在 10 微⽶到 24 微⽶之间，以保证⾜够的灵敏度，提升图像信噪⽐；在 X射线成像应⽤中，多采⽤ 10-16 微⽶的像元，可有效降低所需射线剂量，减少对⼈体不必要的辐射。
光敏传感器光电特性的研究
实验光敏传感器光电特性的研究光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成份分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。
光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。
光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性等因受到光的照射而发生变化。
光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。
外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。
大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。
近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的APD雪崩式光电二极管，半导体光敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、CCD图像传感器等，为光电传感器的应用开创了新的一页。
本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。
【实验目的】1.了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；2.了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。
【实验仪器】1. 直流恒压源DH-VC32. DH-CGOP光敏传感器实验仪,其中包括：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池、暗箱（九孔板实验箱）、点光源（灯泡）、短接桥、导线3. 数字万用表4. 电阻箱具体仪器情况如图1：【重要提示】1. 为了避免自然光对实验的影响，所有实验在电路连接好进行测量时必须将实验箱盖严。
2. 万用表直流电压档联接方法：红表笔接“VΩ”端，黑表笔接“COM”端。
光电传感器的性能优势及应用领域分析
光电传感器的性能优势及应用领域分析光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由处理光学通路和光电处理元件2部分组成。
其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。
光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为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，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。
光电传感器的性能优点如下:1、检测距离长。
在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段2、对检测物体的限制少。
由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃•塑料.木材•液体等几乎所有物体进行检测。
3、响应时间短。
光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间。
4、分辨率高。
能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。
也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。
5、可实现非接触的检测。
可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。
因此，传感器能长期使用。
6、可实现颜色判别。
通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。
利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。
7、便于调整。
在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
光电传感器应用领域如下：一、条形码扫描笔当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态。
当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。
光电传感器原理及性能参数测试研究
光电传感器原理及性能参数测试研究第一章：引言光电传感器是一种用于探测光信号的设备，广泛应用于自动化与控制系统中。
光电传感器在工业自动化中的应用越来越广泛，其应用领域涵盖了制造业、食品加工、医药卫生、交通运输等多个领域。
在应用过程中，正确的测试和评估光电传感器的性能是非常重要的。
本文旨在介绍光电传感器的原理和性能参数测试方法。
第二章：光电传感器的原理光电传感器的原理是利用光电效应，将光信号转换为电信号。
其具体的工作原理是：当光线照射到半导体PN结或金属表面时，会激发电子与空穴的相互作用，产生光电流，将变化的光信号转化为电信号传递。
光电传感器的应用范围广泛，从简单的反射式传感器、对射式传感器，到高精度的照度计和分光光度计等，都属于光电传感器的范畴。
第三章：光电传感器的性能参数在进行光电传感器性能测试之前，需要先了解和评估光电传感器的性能参数。
主要包括以下几个方面：1. 灵敏度：灵敏度是光电传感器的一个重要指标。
一般来说，光电传感器的灵敏度越高，其检测信号的能力就越好。
而灵敏度的大小又与该传感器所使用的光电元件、电路以及信号处理技术都有关系。
2. 分辨率：分辨率是指光电传感器可以检测到的最小变化量。
在实际应用中，分辨率越高，表示传感器可以检测到更小的变化信号。
3. 响应时间：响应时间是光电传感器从接收到信号到输出信号的时间。
响应时间越短，表示传感器的检测能力越强。
4. 动态范围：光电传感器的动态范围是指其可检测的最高和最低光强度之间的范围。
在实际应用中，一个光电传感器的动态范围越宽，其适用范围就越广。
第四章：光电传感器性能参数测试在进行光电传感器性能参数测试之前，需要选择专业的测试仪器和测试方法。
下面分别介绍一下如何进行灵敏度测试和分辨率测试。
1. 灵敏度测试方法根据光电传感器的不同应用，灵敏度测试可以采用仪器不同的测试方法。
一般来说，可以采用一下两种方法：（1）光源法采用一定的光源，将其光线照射到被测光电传感器上，通过更改光源的亮度和位置，来检测传感器对不同光强的变化情况。
光电传感器的实验报告
一、实验目的1. 了解光电传感器的基本原理和结构。
2. 掌握光电传感器的性能参数及其测量方法。
3. 分析光电传感器的应用领域和特点。
二、实验原理光电传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
其基本原理是：当光照射到半导体材料上时，半导体材料中的电子和空穴受到激发，产生光电子，从而形成电流。
根据光电效应，光电传感器的输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与设备1. 光电传感器：光敏电阻、光电二极管、光电三极管等。
2. 光源：白炽灯、激光器等。
3. 信号发生器：函数信号发生器。
4. 电压表：数字电压表。
5. 示波器：双踪示波器。
6. 电阻箱：可调电阻箱。
7. 电路连接线：导线、接插件等。
四、实验内容与步骤1. 光电传感器的识别与测试（1）观察光电传感器的结构，了解其工作原理。
（2）将光电传感器与电路连接，测试其暗电流、亮电流和光照特性。
（3）调节光源强度，记录不同光照强度下的输出电流，绘制光照特性曲线。
2. 光电传感器的应用实验（1）光控开关实验将光电传感器、电阻、电容、二极管和继电器等元件连接成光控开关电路。
调节电阻值，观察开关在不同光照强度下的工作状态。
（2）光敏电阻应用实验将光敏电阻与电路连接，测试其在不同光照强度下的电阻值变化。
观察光敏电阻在光控开关、光敏报警器等应用中的效果。
（3）光电二极管应用实验将光电二极管与电路连接，测试其在不同光照强度下的电流输出。
观察光电二极管在光电计数器、光电报警器等应用中的效果。
五、实验结果与分析1. 光电传感器的性能参数通过实验，我们得到了光电传感器的暗电流、亮电流和光照特性曲线。
根据实验数据，可以分析光电传感器的性能参数，如灵敏度、响应时间、线性度等。
2. 光电传感器的应用效果通过光控开关、光敏电阻和光电二极管的应用实验，我们观察到了光电传感器在实际应用中的效果。
实验结果表明，光电传感器具有响应快、非接触、抗干扰能力强等特点，在工业自动化、智能家居等领域具有广泛的应用前景。
光电式传感器实验报告
一、实验目的1. 了解光电式传感器的工作原理及特点；2. 掌握光电式传感器的应用领域；3. 学习光电式传感器的测试方法；4. 通过实验验证光电式传感器的性能。
二、实验原理光电式传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
它具有非接触、响应速度快、抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业自动化、智能交通、医疗等领域。
光电式传感器的工作原理：当光线照射到光电元件上时，光电元件内部会发生光电效应，产生光电子，从而产生电流。
光电流的大小与光强成正比，通过测量光电流的大小，可以实现对光强的检测。
三、实验仪器与设备1. 光电式传感器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等；2. 光源：白炽灯、激光笔等；3. 测量电路：电流表、电阻、电源等；4. 数据采集与处理系统：电脑、数据采集卡、数据采集软件等。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试（1）连接电路：将光电二极管、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电二极管上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电二极管，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电二极管的特性。
2. 光电三极管特性测试（1）连接电路：将光电三极管、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电三极管上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电三极管，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电三极管的特性。
3. 光电耦合器特性测试（1）连接电路：将光电耦合器、电阻、电流表连接成测试电路。
（2）调整光源：将光源照射到光电耦合器上，调节电阻值，使电流表读数在1～10mA范围内。
（3）测试不同光照强度下的电流值：分别用白炽灯、激光笔照射光电耦合器，记录电流表读数。
（4）绘制电流-光照强度曲线，分析光电耦合器的特性。
光电传感器的性能测试与分析研究
光电传感器的性能测试与分析研究一、光电传感器的概述随着科技的不断发展，光电传感器已经被广泛应用于许多领域，如自动控制、机器人技术、医疗器械等。
简单来说，光电传感器是一种能够把光信号转换成电信号的器件，它能够感知光线的强度、颜色和方向等信息。
二、测试光电传感器的参数对于光电传感器的性能测试，我们通常会关注以下几个参数：1. 灵敏度：指光电传感器能够感测到的最小光线强度，通常用dBm为单位表示。
2. 动态范围：指在一定时间内，能够感知的最小和最大光线强度之间的比值，通常用dB表示。
3. 响应时间：指光电传感器从接收光线到发出信号所需要的时间。
4. 波长范围：指光电传感器能够感测到的光线波长范围，常用于衡量不同类型的光电传感器。
5. 分辨率：指光电传感器能够分辨的光线强度的最小差值，通常用dBm为单位表示。
6. 噪声：指传感器输出信号的随机波动。
三、测试工具为了对光电传感器进行性能测试，我们需要使用一些专业的测试工具，例如光功率计、光波谱仪、信号发生器等。
1. 光功率计光功率计通常用于测量光线的强度，它通常会附带一些波长选择器来确保正确的测量。
2. 光波谱仪光波谱仪通常用于测量光线的波长和强度，因此它可以用来测量光电传感器的波长范围和灵敏度。
3. 信号发生器信号发生器通常用于测试光电传感器的响应时间和动态范围，可以给传感器发送正弦波、方波或者随机信号。
四、性能测试实验在进行性能测试之前，我们需要准备好测试工具和光电传感器。
下面是一个简单的实验流程：1. 测量灵敏度使用光功率计来测量不同光线强度下传感器的输出电平，根据电平变化来计算出传感器的灵敏度。
2. 测量动态范围使用信号发生器来发送一个特定光强度的信号，然后逐步增加信号的强度，直到传感器的响应变得不稳定。
这时候，我们可以计算出传感器的动态范围。
3. 测量响应时间使用信号发生器来发送一个脉冲信号，然后观察光电传感器输出的脉冲信号的上升时间和下降时间，从而计算出传感器的响应时间。
对射型光电传感器参数和引脚介绍
对射型光电传感器参数和引脚介绍下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光传感器主要参数
光电传感器的主要性能参数表征光电传感器性能的参数和其他型传感器类同，有灵敏度、检测限、时间响应特性和特定丁作条件下的一些参数。
这些性能参数依赖于光的波长不同而发生变化。
现对有关性能参数作些说明。
4.3.1 灵敏度（响应度，响应率）对于主要用于可见光波段的传感器，一直沿用流明灵敏度(lumen sensitivity)和勒克斯灵敏度(lux sensitivity)来表达。
定义为4.3.4 时间响应特性这是描述对光源辐射响应快慢的一个参数，测量时用阶跃响应和频率响应来衡量。
阶跃响应是指数函数时，传感器的响应率上升到峰值的0. 63或下降到峰值的0.37时所需要的时间，又称为传感器的时间常数。
但是传感器不一定都具有这样简单的阶跃特性，故不能统一都用时间常数的值来描述时间响应特性。
例如，有些传感器的时间响应特性不仅随光强的变化而变化，并且衡量时间常数的阶跃响应的上升时间或下降时间也不一致；还有的传感器为非线性特性等等。
对此，可分别用上升时间或下降时间来描述响应特性。
对于线性特性的传感器，常用频率响应来描述。
传感器的响应随光源辐射的调制频率而变化的特性称为频率响应。
4.3.5 内部阻抗处理微弱光时，传感器必须接上性能优良的前置放大器，来提高整个系统的信噪比。
在测定高速瞬态光时，要求前置放大系统的频带要宽。
为此，必须测定传感器的内阻抗（静态或动态阻抗），以达到传感器与前置放大系统的最优匹配。
4.3.6 信噪比与动态范围信噪比(S/N)是判断噪声大小通常使用的指标。
它是光电传感器输出的有用信号电流（或电压）与噪声电流（或电压）之比，一般取对数形式并乘以20，即以dB为单位，可表示为鱼一20 lg妻(4.16)N动态范围反映的是器件(如CCD)的工作范围。
它与信噪比有关，通常以饱和信号电压与均方根噪声电压之比表示。
4.3.7 暗电流暗电流是指在既无光入射，又无电注入情况下输出的一种电流。
它主要起因于热激励产生的电子一空穴对。
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课程小论文
题目：光电传感器性能参数分析
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光电传感器性能参数分析
摘要:在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单，形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
关键字:光电效应、光电元件、光电特性、传感器分类、传感器应用
目录
目录 (3)
1、引言 (4)
2、光电传感器 (4)
3、光电效应 (6)
4、光电传感器的前景 (6)
5、总结 (7)
参考文献 (8)
一、引言
随着工业生产技术的发展，对生产过程中的过程控制要求越来越高，而作为控制系统的核心之一，传感器越来越受工业技术人员的重视。
人们对高性能检测技术的发展需求与日俱增。
其中非电量测量的受欢迎程度最为广泛，可将距离、位移、振动等信号转换为电信号，并通过这些方法获得被测物体的状态。
非电量检测技术分为接触式与非接触式检测。
在工业生产环境中，有些场合不适用接触式检测，因为传感器与被测物体的接触，在工业现场环境中会造成被测体损伤、传感器磨损等问题。
因此，需要性能良好的非接触式传感器以满足工业需求，相关技术的研究也成为传感器检测技术的发展方向。
光电检测技术作为目前检测技术之一，目前国内对于光电检测的研究已有一些成果，但目前产品还存在着一些问题，例如线性测量范围过短、对现场装配条件要求较高等，距离满足工业现场的要求还存在一定距离。
所以，为了解决这些问题，光电效应对传感器性能的影响是很重要的研究方向之一，可以使光电传感器应用在更多的领域，推动光电检测技术的发展。
二、光电传感器
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的，它的基本结构如下图，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源，光学通路和光电元件三部分组成.光电检测方法具有精度高，反应快,非接触等优点，而且可测参数多,传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
图1光电传感器原理图
光电传感器一般由三部分构成，它们分为:发送器、接收器和检测电路,发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。
接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。
在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系，来达到测量目的
的，因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色，光电传感器的电源要是一个恒光源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性，常用光源有以下几种:
1、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。
广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。
2、丝灯泡这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。
3、激光激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，频率单纯、相干性好等优点，是很理想的光源。
由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的测量电路。
测量电路能够把光电效应造成的光电元件电性能的变化转换成所需要的电压或电流。
不同的光电元件，所要求的测量电路也不相同。
半导体光敏电阻可以通过较大的电流，所以在一般情况下，无需配备放大器。
当入射光强度缓慢变化时，光敏二极管的反向电阻也.是缓慢变化的，温度的变化将造成电桥输出电压的漂移，必须进行补偿。
光敏二极管做为检测元件，另一个装在暗盒里，置于相邻桥臂中，温度的变化对两只光敏二极管的影响相同，因此，可消除桥路输出随温度的漂移。
光敏三极管在低照度入射光下工作时，或者希望得到较大的输出功率时，也可以配以放大电路。
由于光敏电池即使在强光照射下，最大输出电压也仅0.6V ,还不能使下一级晶体管有较大的电流输出，故必须加正向偏压。
为了减小晶体管基极电路阻抗变化，尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压，可在光电池两端并联一个电阻。
或者利用锗二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加，使硅管e、b极间电压大于0.7V，而导通工作。
这种情况下也可以使用硅光电池组。
半导体光电元件的光电转换电路也可以使用集成运算放大器。
硅光敏二极管通过集成运放可得到较大输出幅度。
当光照产生的光电流为时，输出电压为了保证光敏二极管处于反向偏置，在它的正极要加一个负电压。
红外线光电传感器分类有以下几种:
1、槽型光电传感器;
2、对射型光电传感器;
3、反光板型光电开关;
4、扩散反射型光电开关。
三、光电效应
光电效应一般有外光电效应、光导效应光生伏特效应。
光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应
根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律:
式中，m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做的功。
由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。
由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
相应的波长为式中，c为光速, A为逸出功。
当受到光照射时，吸收电子能量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。
它属于内光电效应。
当光照在半导体上是，若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度，则电子从价带跃迁到导带，形成电子，同时，价带留下相应的空穴。
电子、空穴仍留在半导体内，并参与导电在外电场作用下形成的电流。
除金属外，多数绝缘体和半导体都有光电效应，半导体尤为显著。
半导体受光照射产生电动势的现象称为光生伏特效应，据此效应制造的光电器件有光电池，光电二极管，管控晶闸管和光耦合器等。
A-hm 2 （1）
12vv=AhcK =λ（2）
四、光电传感器的前景
随着科学技术的发展人们对测量精度有了更高的要求，这就促使光电传感器不得不随着时代步伐而更新，改善光电传感器性能的主要手段就是应用新材料、新技术制造性能更优越的光电元件。
例如今天光电传感器的雏形，是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上在金属圆筒内有一个小的白炽灯作为光源的一种坚固的白炽灯传感器。
由于这种传感器存在各种缺陷,逐渐在测量领域销声匿迹。
到了光纤出现，因为它的各种优越的性能，于是出现了光纤与传感器配套使用的无源元件，另外光纤不受任何电磁信号的干扰,并且能使传感器的电子元件与其他电的干扰相隔离。
光电传感器必须经过光波调制，光波的调制像无线电波的传送和接收，将收音机调到某台，就可以忽略其他的无线电波信号未经调制的传感器只有通过使用长焦距镜头的机械屏蔽手段，使接收器只能接收到发射器发出的光，才能使其能量变得很高.相比之下，经过调制的接收器能忽略周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。
未经调制的传感器用来检测周围的光线或红外光的辐射，如刚出炉的红热瓶子，在这种应用场合如果使用其他的传感器，可能会有误动作。
光电传感器由于非接触、高可靠性等优点，在测量时对变被测物体损害小，所以自其发明以来就在测量领域有着举足轻重的地位，目前它已广泛应用于测量机械量、热工量、成分量、智能车系统等。
现在它在电力系统自动并网装置中也起着非常重要的作用。
五、总结
时代在发展，科学技术在更新，光电传感器种类也日益增多，应用领域也越来越广泛，例如近来-种红外光电传感器已在智能车方面得了到应用，其中一种基于红外传感器的智能车的核心就是反射式红外传感器，它运用反射式红外传感器设计路径检测模块和速度监测模块;另外一种基于红外传感器的自寻迹小车则利用红外传感器来采集数据。
光电传感器具有其他传感器所不能取代优越性，因此它发展前景非常好，应用也会越来越广泛。
参考文献
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