光电传感器ppt课件
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光电传感器概述重点课件
Hale Waihona Puke 度稳定性温度稳定性是指光电传感器在 温度变化下保持其性能不变的 能力。
由于光电传感器通常由半导体 材料制成，因此温度变化可能 会影响其性能，如灵敏度、响 应速度等。
提高温度稳定性的方法包括采 用温度补偿技术、选择适合特 定温度范围的材料和结构等。
可靠性
可靠性是衡量光电传感器在长时 间使用下保持其性能的能力的指
要点二
详细描述
光纤传感器利用光纤中光的传输特性，如相位、偏振态、 强度等，来检测温度、压力、位移等物理量。光纤传感器 在石油化工、航空航天、能源等领域有广泛应用，用于监 测管道压力、油罐液位、矿井安全等。
红外传感器
总结词
红外传感器是一种利用红外辐射进行检测的传感器，具 有响应速度快、测量精度高、抗干扰能力强等优点。
详细描述
光电开关通过发射器和接收器之间的光线传 输来进行检测，当光线被阻挡或反射时，接 收器会输出相应的电信号，从而实现开关控 制。在自动化生产线、安全防护等领域，光 电开关被广泛应用于检测物体是否存在、运 动速度和方向等参数。
光电编码器
总结词
光电编码器是一种通过光电转换原理实现角度或位置测量的传感器，具有高精度、 高分辨率、可靠性高等优点。
标。
高可靠性的光电传感器能够在长 时间使用下保持稳定的性能，适 用于需要长期稳定运行的应用场 景，如工业控制、航天探测等。
提高可靠性的方法包括优化传感 器设计、采用高质量的材料和制 造工艺、进行充分的测试和验证
等。
04 光电传感器的应用实例
光电开关
总结词
光电开关是一种利用光电效应进行检测的开 关器件，具有非接触、响应速度快、可靠性 高等优点。
光电耦合器
《光电式传感器》课件
光电式传感器的Байду номын сангаас类
• 总结词：光电式传感器有多种分类方式，如按工作方式可分为直接转换 型和间接转换型，按输出信号可分为模拟输出和数字输出等。
• 详细描述：根据工作方式的不同，光电式传感器可以分为直接转换型和间接转换型两类。直接转换型传感器利用光电效 应直接将光信号转换为电信号，如光电管、光电倍增管等；而间接转换型传感器则通过其他物理效应将光信号转换为电 信号，如光电池、光电晶体管等。此外，根据输出信号的不同，光电式传感器可以分为模拟输出和数字输出两类。模拟 输出型传感器输出连续变化的电信号，如光电管和光电池；数字输出型传感器则输出离散的电信号，如光电码盘和光电 开关等。
联网领域的应用越来越广泛。未来，需要加强光电式传感器在这些领域
的应用研究，推动相关技术的进步和发展。
03
交叉学科融合发展
光电式传感器涉及到多个学科领域，如物理学、化学、生物学等。未来
，需要加强交叉学科的融合发展，推动光电式传感器在更多领域的应用
和创新。
光电式传感器通常采用光信号传输，不易 受到电磁干扰的影响，具有较好的抗干扰 能力。
光电式传感器的缺点
对环境光敏感
光电式传感器容易受到环境光的影响 ，特别是在室外或者强光环境下，测 量精度会降低。
成本较高
光电式传感器通常需要使用高精度的 光学元件和电子元件，导致其成本较 高。
需要稳定的光源和检测器
光电式传感器需要稳定的光源和检测 器，以保证测量的准确性和稳定性。
《光电式传感器 》PPT课件
目录
• 光电式传感器概述 • 光电式传感器的应用 • 光电式传感器的优缺点 • 光电式传感器的发展趋势 • 光电式传感器的研究现状与展望
01
光电传感器PPT
详细描述
图像传感器广泛应用于摄像机、数码相机、安防监控等领域，能够捕捉和记录图 像信息，为人们提供视觉感知和数据记录的功能。
04
光电传感器的挑战与未来发 展
提高灵敏度和精度
01
灵敏度和精度是光电传感器的重 要性能指标，提高这两个指标有 助于提高传感器对目标物体的检 测能力和测量精度。
02
可以通过优化光电传感器的结构 设计、改进制造工艺、采用高性 能材料等方法来提高其灵敏度和 精度。
05 结论
光电传感器的重要性和发展前景
光电传感器在自动化生产、智能家居、 环境监测等领域具有广泛的应用，能够 实现非接触、高精度、快速响应的测量 和检测，对提高生产效率和产品质量具
有重要意义。
随着科技的不断进步，光电传感器技术 也在不断发展，未来将会有更多的新型 光电传感器出现，如红外传感器、光纤 传感器等，其应用领域也将不断拓展。
详细描述
光电开关通过将光信号转换为电信号 ，实现物体的位置、速度、距离等参 数的检测和控制。广泛应用于自动化 生产线、机器人、安防系统等领域。
红外传感器
总结词
红外传感器是一种利用红外线进 行检测的传感器，具有非接触、 高精度和快速响应的特点。
详细描述
红外传感器能够检测物体的温度 、辐射能量等参数，常用于温度 测量、热成像、气体分析等领域 。
光纤传感器
总结词
光纤传感器是一种利用光纤传输光信号进行检测的传感器，具有抗电磁干扰、 耐腐蚀、高灵敏度的特点。
详细描述
光纤传感器能够检测物体的位移、压力、温度、折射率等参数，广泛应用于石 油化工、航空航天、医疗等领域。
图像传感器
总结词
图像传感器是一种能够将光学图像转换为数字信号的传感器，具有高分辨率、低 噪声、动态范围广的特点。
图像传感器广泛应用于摄像机、数码相机、安防监控等领域，能够捕捉和记录图 像信息，为人们提供视觉感知和数据记录的功能。
04
光电传感器的挑战与未来发 展
提高灵敏度和精度
01
灵敏度和精度是光电传感器的重 要性能指标，提高这两个指标有 助于提高传感器对目标物体的检 测能力和测量精度。
02
可以通过优化光电传感器的结构 设计、改进制造工艺、采用高性 能材料等方法来提高其灵敏度和 精度。
05 结论
光电传感器的重要性和发展前景
光电传感器在自动化生产、智能家居、 环境监测等领域具有广泛的应用，能够 实现非接触、高精度、快速响应的测量 和检测，对提高生产效率和产品质量具
有重要意义。
随着科技的不断进步，光电传感器技术 也在不断发展，未来将会有更多的新型 光电传感器出现，如红外传感器、光纤 传感器等，其应用领域也将不断拓展。
详细描述
光电开关通过将光信号转换为电信号 ，实现物体的位置、速度、距离等参 数的检测和控制。广泛应用于自动化 生产线、机器人、安防系统等领域。
红外传感器
总结词
红外传感器是一种利用红外线进 行检测的传感器，具有非接触、 高精度和快速响应的特点。
详细描述
红外传感器能够检测物体的温度 、辐射能量等参数，常用于温度 测量、热成像、气体分析等领域 。
光纤传感器
总结词
光纤传感器是一种利用光纤传输光信号进行检测的传感器，具有抗电磁干扰、 耐腐蚀、高灵敏度的特点。
详细描述
光纤传感器能够检测物体的位移、压力、温度、折射率等参数，广泛应用于石 油化工、航空航天、医疗等领域。
图像传感器
总结词
图像传感器是一种能够将光学图像转换为数字信号的传感器，具有高分辨率、低 噪声、动态范围广的特点。
光电传感器-PPT
⑴槽型光电传感器 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（<µA），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。 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做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。
接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
常用光电传感器介绍课件
PART 03
常用光电传感器介绍
光电倍增管
总结词
光电倍增管是一种高灵敏度的光电转换 器件，能够将微弱的光信号转换为电信 号，常用于夜视、光谱分析等领域。
VS
详细描述
光电倍增管由光电阴极、倍增极和阳极组 成，能够将入射光子转化为电子，并通过 多级倍增极放大电子数量，最终输出电信 号。由于其高灵敏度和低噪声等特点，光 电倍增管在许多高精度和高灵敏度的光电 器件中得到广泛应用。
详细描述
小型化光电传感器具有体积小、重量轻、易于携带等优 点，适用于空间受限的应用场景，如消费电子产品、无 人机等。集成化光电传感器则将光电转换器件与信号处 理电路集成在一起，实现更高效的光电转换和信号处理 功能，有助于提高系统性能和降低成本。
多功能化、智能化
总结词
光电传感器正朝着多功能化和智能化的方向发展，能 够实现多种光信号的检测和处理，并具备自适应、自 校准等智能功能。
硅光电池
总结词
硅光电池是一种将光能转换为电能的传感器， 具有高效率、低成本、稳定性好等优点，广 泛应用于太阳能光伏发电和各种光检测器中。
详细描述
硅光电池利用硅半导体材料的光电效应，当 入射光照射到硅光电池上时，光子被吸收并 释放出电子-空穴对，形成光生电流。由于 硅光电池的转换效率高、性能稳定可靠，因 此被广泛应用于太阳能光伏发电和各种光检 测器中。
对被测物体有要求
光电传感器的测量效果受到被测物体表面性质的影响，对于某 些特殊表面（如镜面、半透明等）的物体，测量效果可能不佳。
PART 05
光电传感器的发展趋势
高精度、高灵敏度
要点一
总结词
随着科技的不断进步，光电传感器在精度和灵敏度方面取 得了显著提升，能够更准确地检测和响应各种光信号变化。
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。
光电式传感器-PPT课件
光敏电阻的光谱特性 。
100
Sr 灵敏度 (%)
80 60 40 20 0 硫化镉 1.5 3 硫化铅 硫化铊
光电流 I
mA
波 长 （ A）
2019/3/16
18
100
灵敏度 S ( %)
硫化铅
光敏电阻的频率特性
8 0 6 0 4 0 2 0 0 10 100
硫化镉
1000
10000
频 率 （ H z）
光电管
6
9.1.2 外光电效应器件
光电管的伏安特性曲线
I (A)
4 3
0 . 1 lm
0 .0 5 lm
2
0 .0 2 lm
1 0 20 40 60 80 100
U A（ V ）
7
9.1.2 外光电效应器件
光电管的光照特性
光电流 I ( A)
16 12 8 4 0 0.2 0.4
2
9.1 光电传感器
9.1.1 光电效应
所谓光电效应是指在光的照射下一些金 属、金属氧化物或半导体材料释放电子 的现象。 光子是具有一定能量的微粒，是以光速 运动的粒子流。每一个光子都具有一定 的能量，它的能量大小E与其频率 成正 比。
Eh hc
3
9.1.1 光电效应
光电效应分为内光电效应和外光电效应。当 物体在光的作用下所释放的电子没有逸出物 体表面，而只在物体的内部运动并使物体的 电学特性发生变化的现象叫做内光电效应， 内光电效应多产生于半导体材料内。 当物体在光的作用下使物体中的电子从物体 表面逸出的现象，叫做外光电效应，外光电 效应多发生于金属或金属氧化物内。
常用光电传感器介绍课件
传感器应用领域
01
02
03
工业自动化
传感器在工业自动化领域 应用广泛，如生产线上的 位置检测、计数、温度控 制等。
汽车电子
传感器在汽车电子领域也 有广泛应用，如发动机控 制、安全气囊、ABS等系 统中的传感器。
智能家居
随着智能家居的发展，传 感器也被广泛应用于各种 智能设备中，如智能照明、 智能安防等。
环境监测领域应用
光照强度检测
利用光电传感器检测光照强度，实现对室内、室外光照环境的自 动调节。
空气质量监测
通过光电传感器检测空气中的有害物质浓度，如甲醛、PM2.5等， 保障室内空气质量。
水质监测
利用光电传感器检测水体中的污染物含量，如浊度、化学需氧量 等，确保水质安全。
智能家居领域应用
人体感 应
根据所需检测距离选择合适的 光电传感器，如漫反射、对射
等类型。
检测物体特性
考虑被检测物体的颜色、形状、 表面反射率等特性，选择适合
的传感器。
环境因素
考虑工作环境中光照、温度、 湿度等条件，选择具有适应性
的传感器。
接口与输出
根据控制系统需求，选择合适 的接口类型和输出信号。
安装位置与方式选择
1 2 3
应用
光电开关、光电传感器等电路中。
工业自动化领域应用
生产线自动化
01
通过光电传感器实现工件检测、计数、定位等功能，提高生产
效率。
机械手臂控制
02
利用光电传感器检测物体位置、形状等信息，实现机械手臂的
精确抓取和放置。
质量检测
03
通过光电传感器对产品质量进行检合格率。
• 光电传感器基本原理 • 常用光电传感器类型及特点 • 光电传感器应用实例分析 • 光电传感器选型与安装注意事项 • 总结与展望
光电传感器学习培训课件PPT资料
适度。
03
光电传感器的技术参数
响应范围与光谱响应
响应范围
光电传感器能够检测到的光的波长范围，通常以纳米为单位。例如，某些光电传感器可能对可见光范 围（400-700纳米）有较好的响应，而其他传感器可能对红外光或紫外光有更好的响应。
光谱响应
指传感器在不同波长光线下的响应特性。有些传感器可能对特定波长的光线特别敏感，而对其他波长 的光线响应较弱。
光电传感器学习培训课件
• 光电传感器概述 • 光电传感器的应用场景 • 光电传感器的技术参数 • 光电传感器的设计与优化 • 光电传感器的实际应用案例
01
光电传感器概述
光电传感器的定义与工作原理
总结词
光电传感器是一种利用光子与电子相互作用原理进行检测的传感器，其工作原理 基于光电效应。
详细描述
详细描述
光电传感器自20世纪初诞生以来，经历了多个发展阶段， 未来将朝着高灵敏度、高精度、智能化等方向发展。
自20世纪初发现光电效应以来，光电传感器经历了多个发 展阶段，从真空管光电管到固态光电器件，再到集成化、 智能化的新型光电传感器。随着科技的不断发展，光电传 感器的性能不断提高，应用领域也日益广泛。未来，光电 传感器将朝着高灵敏度、高精度、智能化、微型化等方向 发展，为各领域的检测和控制提供更加精准和可靠的技术 支持。
详细描述
根据工作原理，光电传感器可分为外光电效应型和内光电效应型两类。外光电效应型传感器基于光电管原理，其 特点是灵敏度高、响应速度快，但光谱响应范围较窄；内光电效应型传感器则包括光敏电阻、光电池等类型，其 特点是光谱响应范围广、稳定性好，但响应速度较慢。
光电传感器的发展历程与趋势
要点一
总结词
要点二
光电传感器的材料选择
03
光电传感器的技术参数
响应范围与光谱响应
响应范围
光电传感器能够检测到的光的波长范围，通常以纳米为单位。例如，某些光电传感器可能对可见光范 围（400-700纳米）有较好的响应，而其他传感器可能对红外光或紫外光有更好的响应。
光谱响应
指传感器在不同波长光线下的响应特性。有些传感器可能对特定波长的光线特别敏感，而对其他波长 的光线响应较弱。
光电传感器学习培训课件
• 光电传感器概述 • 光电传感器的应用场景 • 光电传感器的技术参数 • 光电传感器的设计与优化 • 光电传感器的实际应用案例
01
光电传感器概述
光电传感器的定义与工作原理
总结词
光电传感器是一种利用光子与电子相互作用原理进行检测的传感器，其工作原理 基于光电效应。
详细描述
详细描述
光电传感器自20世纪初诞生以来，经历了多个发展阶段， 未来将朝着高灵敏度、高精度、智能化等方向发展。
自20世纪初发现光电效应以来，光电传感器经历了多个发 展阶段，从真空管光电管到固态光电器件，再到集成化、 智能化的新型光电传感器。随着科技的不断发展，光电传 感器的性能不断提高，应用领域也日益广泛。未来，光电 传感器将朝着高灵敏度、高精度、智能化、微型化等方向 发展，为各领域的检测和控制提供更加精准和可靠的技术 支持。
详细描述
根据工作原理，光电传感器可分为外光电效应型和内光电效应型两类。外光电效应型传感器基于光电管原理，其 特点是灵敏度高、响应速度快，但光谱响应范围较窄；内光电效应型传感器则包括光敏电阻、光电池等类型，其 特点是光谱响应范围广、稳定性好，但响应速度较慢。
光电传感器的发展历程与趋势
要点一
总结词
要点二
光电传感器的材料选择
第9章 光电传感器ppt课件
பைடு நூலகம்
30
光照特性
光电池在不同光照度下， 其光电流和光生 电动势是不同的，它们之间的关系就是光照 特性
光 生 电 流 / mA 光 生 电 压 /V
0.3
0.6
0.2
开 路电 压
0.4
0.1
短 路电 流
0.2
0
0
2 000
4 000
照 度 / lx
硅光电池的光照特性
完整版PPT课件
31
相 对 光 ( %电) /流
完整版PPT课件
26
光敏电阻的应用－火灾探测
完整版PPT课件
27
光电池结构、符号
硼扩散层
P型电极 （SiO2膜）
接线点 ＋
PN结
N型硅片
电极 － （a) 硅光电池结构
N型氧化镉层 接线点 －
PN结 硒（P型）
铝基板 电极 ＋
（b) 硒光电池结构
＋ P
电子 空穴 －
N 光生电流
U RL
光电池输出电流
1 00
1 .8 0 20 40 60 80 100
温度 /℃
硅光电池的温度特性
完整版PPT课件
33
（3）光敏二极管和光敏三极管
光
P
+ N
PN结
电场
势垒区
（a)结构原理
（b）符号
P
N
RL
E
（c)基本电路
完整版PPT课件
34
光敏二极管工作原理
光敏二极管的结构与一般二极管相似、 光敏二极管在 电路中一般是处于反向工作状态。
频率特性
100 硅 光电 池
80 60
硒 光电 池 40
30
光照特性
光电池在不同光照度下， 其光电流和光生 电动势是不同的，它们之间的关系就是光照 特性
光 生 电 流 / mA 光 生 电 压 /V
0.3
0.6
0.2
开 路电 压
0.4
0.1
短 路电 流
0.2
0
0
2 000
4 000
照 度 / lx
硅光电池的光照特性
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31
相 对 光 ( %电) /流
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26
光敏电阻的应用－火灾探测
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27
光电池结构、符号
硼扩散层
P型电极 （SiO2膜）
接线点 ＋
PN结
N型硅片
电极 － （a) 硅光电池结构
N型氧化镉层 接线点 －
PN结 硒（P型）
铝基板 电极 ＋
（b) 硒光电池结构
＋ P
电子 空穴 －
N 光生电流
U RL
光电池输出电流
1 00
1 .8 0 20 40 60 80 100
温度 /℃
硅光电池的温度特性
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33
（3）光敏二极管和光敏三极管
光
P
+ N
PN结
电场
势垒区
（a)结构原理
（b）符号
P
N
RL
E
（c)基本电路
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34
光敏二极管工作原理
光敏二极管的结构与一般二极管相似、 光敏二极管在 电路中一般是处于反向工作状态。
频率特性
100 硅 光电 池
80 60
硒 光电 池 40
光电传感器教学PPT课件
图3-52 辨向环节的逻辑电路图 12
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 （2） 码盘式角度-数字编码器
图3-53 编码盘结构 13
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 （3）光电式角度—数字编码器。结构如图3-54所示。
14
图3-54
光电传感器
四、应用实例
1.冷轧钢带跑偏监测 图3-55为一种利用光电传感器进行边缘位置检测的装置。用于带钢冷轧 过程中控制带钢的移动位置纠偏。
光电传感器
一、光电测量原理
1.外光电效应 在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象称为外光电效应。 2.内光电效应 在光照作用下，物体的导电性能如电阻率发生改变的现象称内光电效应。 3.光生伏打效应 在光线照射下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏打 效应。基于光生伏打效应的器件有光电池、可见光电池等。
图3-47 5
光电传感器
二、光电元件
3.光敏电阻 光敏电阻的特点是灵敏度高、光谱响应范围宽。可从紫外一直到红外， 且体积小，性能稳定、广泛应用于测试技术。 4.光敏晶体管 光敏晶体管分光敏二极管和光敏晶体管。
6
光电传感器
二、光电元件
光敏二极管，其结构原理如图3-48。
图3-48 7
光电传感器
二、光电元件
9
光电传感器
三、光电传感器的应用
1.模拟亮光电传感器
10
图3-50
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 按工作原理分，可分为脉冲盘式和码盘式两种。 （1） 脉冲盘式角度—数字编码器 脉冲盘式角度-数字编码器的结构如图3-51所示。
图3-51 11
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 （2） 码盘式角度-数字编码器
图3-53 编码盘结构 13
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 （3）光电式角度—数字编码器。结构如图3-54所示。
14
图3-54
光电传感器
四、应用实例
1.冷轧钢带跑偏监测 图3-55为一种利用光电传感器进行边缘位置检测的装置。用于带钢冷轧 过程中控制带钢的移动位置纠偏。
光电传感器
一、光电测量原理
1.外光电效应 在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象称为外光电效应。 2.内光电效应 在光照作用下，物体的导电性能如电阻率发生改变的现象称内光电效应。 3.光生伏打效应 在光线照射下，能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏打 效应。基于光生伏打效应的器件有光电池、可见光电池等。
图3-47 5
光电传感器
二、光电元件
3.光敏电阻 光敏电阻的特点是灵敏度高、光谱响应范围宽。可从紫外一直到红外， 且体积小，性能稳定、广泛应用于测试技术。 4.光敏晶体管 光敏晶体管分光敏二极管和光敏晶体管。
6
光电传感器
二、光电元件
光敏二极管，其结构原理如图3-48。
图3-48 7
光电传感器
二、光电元件
9
光电传感器
三、光电传感器的应用
1.模拟亮光电传感器
10
图3-50
光电传感器
三、光电传感器的应用
2.开关亮光电传感器 按工作原理分，可分为脉冲盘式和码盘式两种。 （1） 脉冲盘式角度—数字编码器 脉冲盘式角度-数字编码器的结构如图3-51所示。
图3-51 11
光电传感器详细ppt课件
二、光电倍增管及其基本特性
1. 结构和工作原理
➢ 光照很弱时，光电管产生 的电流很小，为提高灵敏度 常常使用光电倍增管。如核 仪器中闪烁探测器都使用的 是光电倍增管做光电转换元 件。 ➢ 光电倍增管是利用二次电 子释放效应，高速电子撞击 固体表面，发出二次电子， 将光电流在管内进行放大。
效应和光生伏特效应两类。 （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。基于这种效应的光 电器件有光敏电阻。
hhc1.24Eg
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
（2） 光电管的光照特性
通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一
定时，光通量与光电流之间的关系为光电管的光照特
性。其特性曲线如图所示。曲线1表示氧铯阴极光电
1、外光电效应
在光线的作用下，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。向外发射的电子叫做光 电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍 增管等。
光子是具有能量的粒子，每个光子的能量：
E=hν
h—普朗克常数，6.626×10-34J·s；ν—光的频率（s-1）
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
ν的单位为Hz，λ的单位为cm。
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1. 结构和工作原理
➢ 光照很弱时，光电管产生 的电流很小，为提高灵敏度 常常使用光电倍增管。如核 仪器中闪烁探测器都使用的 是光电倍增管做光电转换元 件。 ➢ 光电倍增管是利用二次电 子释放效应，高速电子撞击 固体表面，发出二次电子， 将光电流在管内进行放大。
效应和光生伏特效应两类。 （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。基于这种效应的光 电器件有光敏电阻。
hhc1.24Eg
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
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（2） 光电管的光照特性
通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一
定时，光通量与光电流之间的关系为光电管的光照特
性。其特性曲线如图所示。曲线1表示氧铯阴极光电
1、外光电效应
在光线的作用下，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。向外发射的电子叫做光 电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍 增管等。
光子是具有能量的粒子，每个光子的能量：
E=hν
h—普朗克常数，6.626×10-34J·s；ν—光的频率（s-1）
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
ν的单位为Hz，λ的单位为cm。
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光电传感器PPT课件
材料的光导性能决定于禁带宽度，对于一种光电导材
料，总存在一个照射光波长限λ0，只有波长小于λ0的光照 射在光电导体上，才能产生电子能级间的跃进，从而使光
电导体的电导率增加。
（2）光生伏特效应
某些半导体或电介质材料，在光线作用下，能够使物体产 生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。当光线照 射于半导体PN结时，在PN结两端就会产生一定的电位差， 并将在外回路中产生电流。基于这种效应的光电器件有光 电池和光敏二极管、光敏三极管。
外光电效应多发生于金属和金属氧化物，从光开始照射 到金属释放电子所需时间不超过10-9s。
根据能量守恒定理，可以得到爱因斯坦光电效应方程：
h
1 2
mv02
A0
式中m—电子质量；v0—电子逸出速度。
光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物 体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功， 即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红线频率或 波长限。光束频率低于红线频率时，光子能量不足以使物 体内的电子逸出，因而小于红线频率的入射光，光强再大 也不会产生光电子发射；反之，入射光频率高于红线频率， 即使光线微弱，也会有光电子射出。
光电器件的基本特性参数
（1）响应度k 光电器件输出电压VO与入射光功率PI之比称为响应度
k，即： k= VO/ PI = VO /(H·Ad)
式中， VO是器件的输出电压， PI为入射光敏面的辐射功 率，Ad是器件受光面积，H为光敏面的辐射照度。k的单 位是(V/W)。
响应度k是表征光电器件输出信号能力的特征量。
光电倍增管：
二，光电倍增管(photomultiplier ,PMT)
当入射光很微弱时，普通光电管的产生的光电流很小， 不容易探测，这时常用光电倍增管对电流进行放大。
光电传感器PPT
等领域的发展提供有力支持。
05 光电传感器的未来展望
拓展光电传感器的应用领域
医疗领域
光电传感器在医疗领域的应用将 进一步拓展，如用于监测生命体 征、诊断疾病的光电传感器。
环保领域
随着环保意识的提高，光电传感 器在环境监测、污染治理等方面 的应用将得到加强。
智能家居领域
光电传感器在智能家居领域的应 用将更加广泛，如智能照明、智 能安防等。
详细描述
目前，科研人员正致力于研究新型光电传感器材料，如石墨烯、过渡金属硫化物等，这些材料具有优异的光电性 能和化学稳定性，有望在光电传感器领域发挥重要作用。
实现光电传感器的智能化和网络化
总结词
随着物联网和人工智能技术的快速发展，实现光电传感器的智能化和网络化已成为必然 趋势。
详细描述
通过集成微处理器、通信模块和人工智能算法，光电传感器可以实现自适应调整、远程 控制和实时数据分析等功能，从而更好地适应复杂多变的应用环境。同时，通过将光电 传感器接入物联网，可以实现大规模的远程监控和数据共享，为工业自动化、智慧城市
激光雷达
利用光电传感器中的激光雷达技术， 可以测量物体的距离和速度，广泛应 用于自动驾驶和机器人领域。
光电传感器在环保领域的应用
水质监测
光电传感器可以检测水中的溶解氧、浊度、 PH值等参数，对水质进行实时监测。
紫外线检测
光电传感器中的紫外线传感器能够检测紫 外线的强度，常用于防晒霜效果评估和环
境监测等领域。
提高光电传感器的可靠性和稳定性
材料改进
通过改进光电传感器的材料，提高其耐久性和稳定性， 降低故障率。
工艺优化
优化光电传感器的制造工艺，提高其生产效率和产品 质量。
可靠性测试
05 光电传感器的未来展望
拓展光电传感器的应用领域
医疗领域
光电传感器在医疗领域的应用将 进一步拓展，如用于监测生命体 征、诊断疾病的光电传感器。
环保领域
随着环保意识的提高，光电传感 器在环境监测、污染治理等方面 的应用将得到加强。
智能家居领域
光电传感器在智能家居领域的应 用将更加广泛，如智能照明、智 能安防等。
详细描述
目前，科研人员正致力于研究新型光电传感器材料，如石墨烯、过渡金属硫化物等，这些材料具有优异的光电性 能和化学稳定性，有望在光电传感器领域发挥重要作用。
实现光电传感器的智能化和网络化
总结词
随着物联网和人工智能技术的快速发展，实现光电传感器的智能化和网络化已成为必然 趋势。
详细描述
通过集成微处理器、通信模块和人工智能算法，光电传感器可以实现自适应调整、远程 控制和实时数据分析等功能，从而更好地适应复杂多变的应用环境。同时，通过将光电 传感器接入物联网，可以实现大规模的远程监控和数据共享，为工业自动化、智慧城市
激光雷达
利用光电传感器中的激光雷达技术， 可以测量物体的距离和速度，广泛应 用于自动驾驶和机器人领域。
光电传感器在环保领域的应用
水质监测
光电传感器可以检测水中的溶解氧、浊度、 PH值等参数，对水质进行实时监测。
紫外线检测
光电传感器中的紫外线传感器能够检测紫 外线的强度，常用于防晒霜效果评估和环
境监测等领域。
提高光电传感器的可靠性和稳定性
材料改进
通过改进光电传感器的材料，提高其耐久性和稳定性， 降低故障率。
工艺优化
优化光电传感器的制造工艺，提高其生产效率和产品 质量。
可靠性测试
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.
光电开关
• 光电开关是由发射器、接 收器和检测电路三部分组
成。光电开关（光电传感
器）是光电接近开关的简 称，它是利用被检测物对 光束的遮挡或反射，由同 步回路选通电路，从而检 测物体有无的。物体不限 于金属，所有能反射光线 的物体均可被检测。光电 开关将输入电流在发射器 上转换为光信号射出，接 收器再根据接收到的光线 的强弱或有无对目标物体 进行探测。
(a) 结构原理；(b) 外形；(c) 电路符号
.
3、其它光电元件
• 光敏晶闸管 光敏晶闸管导通后，即使光照消失，光敏晶闸管仍维持 导通。光敏晶闸管的特点：导通电流比光敏三极管大得 多，工作电压有的可达数百伏，因此输出功率大，可用 于工业自动检测控制。 光敏面
.
• 光电三级管 光电三极管比具有相同有效面积的光电二极管的光电流 大几十至几百倍，但相应速度较二极管差。
• 光电转换器的转换原理是基于物质的光电效应。 • 半导体光电效应是半导体中束缚电子在吸收光子后所产生
的电学效应，即光生电。它是各类光敏器件工作的基本原 理。
• 半导体光电效应
内光电效应 外光电效应
.
.
.
.
.
.
四、光电传感器的各种应用
• 光电式传感器的应用可归纳为四种基本形式，即辐射式( 直射式)、吸收式、遮光式、反射式。 1、辐射式
工作特点 （1）光电转换 （2）电流放大
.
工作原理
光敏晶体管与一般晶体管很相似, 具有两个PN结, 只是它的 基区一边做得很大, 以扩大光的照射面积。 当光照射在集电结上时,就会在结附近产生电子-空穴对, 从 而形成光电流,相当于三极管的基极电流。由于基极电流的增 加, 因此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。
元件上的光通量减弱，减弱的程度与被测物体在光学通路
中的位置有关。
测位移
.
4、反射式 光源
光电元件
被测物
反射光通量取决于
表面粗糙度
.
五、光电元件实例
• 1.光敏电阻
它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质, 半导体的两端装有金属 电极, 金属电极与引出线端相连接, 光敏电阻就通过引出线端接入电 路。
• 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，因此在工业自动化装 置和机器人中获得广泛应用。
.
二、工作原理
• 原理：是将被测量的变化转换成光量的变化，再通过光电 元件把光量的变化转换成电信号的一种测量装置。光电传 感器的构成：光源、光学通路、光电元件。
.
三、光电效应
.
光敏电阻的光照特性
• 光敏电阻的光照特性用于描述 光电流和光照强度之间的关系。 不同光敏电阻的光照特性是不 相同的。绝大多数光敏电阻的 光照特性曲线是非线性的，如 图所示。
• 不同类型光敏电阻光照特性不 同，但光照特性曲线均呈非线 性。因此它不宜作定量检测元 件，这是光敏电阻的不足之处。 一般在自动控制系统中用作光 电开关。
光电传感器
heyj
.
内容
一、概述 二、工作原理 三、光电效应 四、光电传感器的各种应用 五、光电元件实例
.
一、概述
• 光电传感器是采用光 电元件作为检测元件 的传感器。它是各种 光电检测系统中实现 光电转换的关键元件 ，它是把光信号（红 外、可见及紫外光辐 射）转变成为电信号 的器件。
.
概述
• 它可用于检测直接引起光量变化的非电量，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 光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、 位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态 的识别等。
被测物体本身就是辐射源，所发出的光直接照在 光电元件上，（或经过一定的光通路照在光电元件上 ），辐射强度与温度具有一定的关系。 高温计
.
2、吸收式
光源
被测物
光电元件
被吸收的光通量与被测物体的透明度有关。常 用来测物体的 混浊度
.
3、遮光式
光源
光电元件 x
光原发出的光经过被测物体时被遮挡部分，使得光电
.
特征：
（1）辨别不透明的反光物体 ；
（2）有效距离大，因为光束 跨越感应距离的时间仅一 次；
（3）不易受干扰，可以可靠 合适的使用在野外或者有 灰尘的环境中；
（4）装置的消耗高，两个单 元都必须敷设电缆。
.
光电池
.
• 图所示为硅光电池的结构原理、外形及电路符号。它是用 单晶硅制成的，在一块N型硅片上用扩散的方法掺入一些P 型杂质而形成一个大面积的PN结，P层很薄，从而使光能 穿透到PN结上。
P层
PN结
＋
－
N型 硅
(a)
(b)
(c)
由于光线的照射，使P区带正电荷，N区带负电荷，从而在两区之间形成电 位差，即构成光电池，若接于外电路中就可产生电流。
光 电 流 / mA
0 .3 0 .2 5 0 .2 0 0 .1 5 0 .1 0 0 .0 5
0
0 .6
1 .2
光 通 量 / lm
光敏电阻的光照特性曲线
.
• 优点：光敏电阻具有很高的灵敏度，光谱响应的范围可以 从紫外区域到红外区域，而且体积小，性能稳定，价格便 宜；
• 缺点：光照与产生的光电流之间呈非线性关系。
•
需要外部电源，有电流时会发热。
贴片光敏电阻系列
金属壳光敏电阻. 系列
Φ4 、Φ5、Φ7、Φ9、Φ11、 Φ12、Φ20、Φ25
.
.
2、光电池
• 光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件 ， 又称为太阳能电池。它是基于光生伏特效应制成的。它有 较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现 电动势。
光电开关
• 光电开关是由发射器、接 收器和检测电路三部分组
成。光电开关（光电传感
器）是光电接近开关的简 称，它是利用被检测物对 光束的遮挡或反射，由同 步回路选通电路，从而检 测物体有无的。物体不限 于金属，所有能反射光线 的物体均可被检测。光电 开关将输入电流在发射器 上转换为光信号射出，接 收器再根据接收到的光线 的强弱或有无对目标物体 进行探测。
(a) 结构原理；(b) 外形；(c) 电路符号
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3、其它光电元件
• 光敏晶闸管 光敏晶闸管导通后，即使光照消失，光敏晶闸管仍维持 导通。光敏晶闸管的特点：导通电流比光敏三极管大得 多，工作电压有的可达数百伏，因此输出功率大，可用 于工业自动检测控制。 光敏面
.
• 光电三级管 光电三极管比具有相同有效面积的光电二极管的光电流 大几十至几百倍，但相应速度较二极管差。
• 光电转换器的转换原理是基于物质的光电效应。 • 半导体光电效应是半导体中束缚电子在吸收光子后所产生
的电学效应，即光生电。它是各类光敏器件工作的基本原 理。
• 半导体光电效应
内光电效应 外光电效应
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四、光电传感器的各种应用
• 光电式传感器的应用可归纳为四种基本形式，即辐射式( 直射式)、吸收式、遮光式、反射式。 1、辐射式
工作特点 （1）光电转换 （2）电流放大
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工作原理
光敏晶体管与一般晶体管很相似, 具有两个PN结, 只是它的 基区一边做得很大, 以扩大光的照射面积。 当光照射在集电结上时,就会在结附近产生电子-空穴对, 从 而形成光电流,相当于三极管的基极电流。由于基极电流的增 加, 因此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。
元件上的光通量减弱，减弱的程度与被测物体在光学通路
中的位置有关。
测位移
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4、反射式 光源
光电元件
被测物
反射光通量取决于
表面粗糙度
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五、光电元件实例
• 1.光敏电阻
它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质, 半导体的两端装有金属 电极, 金属电极与引出线端相连接, 光敏电阻就通过引出线端接入电 路。
• 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，因此在工业自动化装 置和机器人中获得广泛应用。
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二、工作原理
• 原理：是将被测量的变化转换成光量的变化，再通过光电 元件把光量的变化转换成电信号的一种测量装置。光电传 感器的构成：光源、光学通路、光电元件。
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三、光电效应
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光敏电阻的光照特性
• 光敏电阻的光照特性用于描述 光电流和光照强度之间的关系。 不同光敏电阻的光照特性是不 相同的。绝大多数光敏电阻的 光照特性曲线是非线性的，如 图所示。
• 不同类型光敏电阻光照特性不 同，但光照特性曲线均呈非线 性。因此它不宜作定量检测元 件，这是光敏电阻的不足之处。 一般在自动控制系统中用作光 电开关。
光电传感器
heyj
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内容
一、概述 二、工作原理 三、光电效应 四、光电传感器的各种应用 五、光电元件实例
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一、概述
• 光电传感器是采用光 电元件作为检测元件 的传感器。它是各种 光电检测系统中实现 光电转换的关键元件 ，它是把光信号（红 外、可见及紫外光辐 射）转变成为电信号 的器件。
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概述
• 它可用于检测直接引起光量变化的非电量，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 光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、 位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态 的识别等。
被测物体本身就是辐射源，所发出的光直接照在 光电元件上，（或经过一定的光通路照在光电元件上 ），辐射强度与温度具有一定的关系。 高温计
.
2、吸收式
光源
被测物
光电元件
被吸收的光通量与被测物体的透明度有关。常 用来测物体的 混浊度
.
3、遮光式
光源
光电元件 x
光原发出的光经过被测物体时被遮挡部分，使得光电
.
特征：
（1）辨别不透明的反光物体 ；
（2）有效距离大，因为光束 跨越感应距离的时间仅一 次；
（3）不易受干扰，可以可靠 合适的使用在野外或者有 灰尘的环境中；
（4）装置的消耗高，两个单 元都必须敷设电缆。
.
光电池
.
• 图所示为硅光电池的结构原理、外形及电路符号。它是用 单晶硅制成的，在一块N型硅片上用扩散的方法掺入一些P 型杂质而形成一个大面积的PN结，P层很薄，从而使光能 穿透到PN结上。
P层
PN结
＋
－
N型 硅
(a)
(b)
(c)
由于光线的照射，使P区带正电荷，N区带负电荷，从而在两区之间形成电 位差，即构成光电池，若接于外电路中就可产生电流。
光 电 流 / mA
0 .3 0 .2 5 0 .2 0 0 .1 5 0 .1 0 0 .0 5
0
0 .6
1 .2
光 通 量 / lm
光敏电阻的光照特性曲线
.
• 优点：光敏电阻具有很高的灵敏度，光谱响应的范围可以 从紫外区域到红外区域，而且体积小，性能稳定，价格便 宜；
• 缺点：光照与产生的光电流之间呈非线性关系。
•
需要外部电源，有电流时会发热。
贴片光敏电阻系列
金属壳光敏电阻. 系列
Φ4 、Φ5、Φ7、Φ9、Φ11、 Φ12、Φ20、Φ25
.
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2、光电池
• 光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件 ， 又称为太阳能电池。它是基于光生伏特效应制成的。它有 较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现 电动势。