光电式传感器PPT

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光电式传感器的组成原理ppt课件

光电式传感器的组成原理ppt课件

光线强弱 影响放大倍数
光线增强 PN导通 负电压输入
I
光线增强 短路电路
增大
U0 2I RF
应用
光学量:光强、光照度、辐射、气体成分 几何量:形状、尺寸、位移、距离、表面粗糙度、形位误 差 力学量:应变、速度、加速度、振动、流量、密度 生化量:离子浓度、荧光、电泳、染色体、分子标记
光电管研究光电效应
1.在光源灯固定L的情况下,画出光电管的伏安特性曲线 2.光源灯距离为L’( L’>L)时的伏安特性曲线
光电式数字转速表
c ZTN 60
光电比色计
用于溶液的颜色、成分、浑浊度等化学分析。
受检样品
凸透镜 光源 凸透镜 标准样品
光电池
滤色
差值
滤色
差动放大器 显示仪表
光电池
光电式带材跑偏检测器
烟尘浊度监测仪
BG4
+12V
光电池触发电路
C2 C1 R1
+12V W
R4
R2
18 7
2 5G23
6
3 R3 4
5 C3 R5
-12V
光电池放大电路
路灯自动控制器
220V
CJD-10
路灯
8V C1 200μF
200Cμ2 F
R7 10kΩ
R1 470kΩ
R2 200kΩ
R3 10kΩ
R4
R5
100μF
4.3kΩ
平行 光源
烟道
光电 探测
放大
显示
刻度 校正
报警器
太阳能电池
调节控制器
阻塞二极管
太阳 电池 方阵
直 流 负 载
逆 变 器

《光电式传感器》课件

《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

光电式传感器优秀优秀课件

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如图9-2为光电倍增管的典型结构。它是一个除在玻璃 泡内装入光电阴极和光电阳极外,还装有若干个光电倍增 极,且在光电倍增极上涂以在电子轰击下可发射更多次级 电子的材料,倍增极的形状及位置要正好能使轰击进行下 去,在每个倍增极间均依次增大加速电压。
光电式传感器优秀优秀课件
光电式传感器优秀优秀课件
设每级的倍增率为δ,若有n级,则光电倍增管的光电流 倍增率将为δ n 。倍增级数n可在4~ 14 之间,δ的范围一般是 3~6。
如图9-21所示是两个光电管的差接电路,V1、V2为放大 管。其示值可在指示仪表P上读得。
在平衡工作状态时,指示仪表处在零位。 2.光电倍增管的测量电路
常见的光电倍增管电路如图9-22所示,各倍增极的电压 由分压电阻链R1、R2……Rn获得,被放大的电流流经负载电 阻就得到了所需的输出电压。
光电式传感器优秀优秀课件
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如果光电倍增管用来连续监控很稳定的光源,则图中的 Cn~Cn-2可以省略。使用中往往把电源正极接地,使阳极可 以直接接到放大器的输入端而不使用隔离电容Ca,这样系统 将能响应变化很慢的光强,如果将稳定的光源加以调制,那 么就可以用电容器耦合。
当辐射源为脉冲通量时要把电源负极接地,这样噪声将更 低。这时应接入隔离电容 Ca,同时用电容器Cn~Cn-2稳定最 后几个倍增极在脉冲期间的电压,这些电容器有助于稳定增 益和防止饱和,它们通过电源去耦电容器C将脉冲电压接地。
三、光电池 1.光电池的结构与原理 (1)结构
硅光电池是在一块N型硅片上用扩散的方法掺入一些P型 杂质形成一个大面积的PN结,如图9-11所示。
(2)原理 当光照射到PN结附近时,若光子能量大于半导体材料的

《传感器技术与应用》课件第七章光电式传感器

《传感器技术与应用》课件第七章光电式传感器
器人视觉、自动化生产线等领域有广泛应用。
05
光电式传感器的优缺点 与发展趋势
光电式传感器的优点
测量精度高
非接触测量
光电式传感器采用光信号作为测量媒介, 具有较高的测量精度和灵敏度,能够实现 微小量的精确测量。
光电式传感器通过光信号与被测物体的相 互作用进行测量,无需直接接触被测物体 ,能够减少对被测物体的损伤和磨损。
光电二极管和光电晶体管
光电二极管
利用内光电效应制成的光电转换器件,能够 将入射光的辐射能转换为电流。
光电晶体管
在普通晶体管的基础上增加光敏基区,利用 内光电效应实现光信号的放大和调制。
光电耦合器
光电耦合器定义
将发光器件和光敏器件封装在同一壳 体内,通过光的传输实现电信号的传 输与隔离的器件。
光电耦合器原理
响应速度快
抗干扰能力强
光电式传感器具有较快的响应速度,能够 实现快速动态测量和实时控制。
光电式传感器采用光信号传输,不易受到 电磁干扰的影响,能够在复杂的环境中进 行稳定测量。
光电式传感器的缺点
对光源依赖性强
光电式传感器依赖于特定光源,如激光、红外线等,需要稳定的 光源和光路系统,对光源的稳定性要求较高。
利用光纤传输光信号,通过光电器 件将光纤中的光信号转换为电信号。
光电式传感器的应用领域
工业自动化控制
用于检测生产线上的产品、测量长度和速度 等参数。
环境监测
用于检测空气质量、水质等环境参数。
医疗诊断
用于检测生物体的生理参数,如血压、脉搏 等。
安全防范
用于监控、报警等安全系统,保障人员和财 产安全。
发光器件发出光线,光敏器件接收光 线并转换为电信号,从而实现输入与 输出之间的电气隔离。

光电传感器-PPT

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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(<&micro;A),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。

光电式传感器及应用幻灯片PPT

光电式传感器及应用幻灯片PPT

2021/5/23
47
5.光电耦合器件
由发光元件(如发光二极管)和光电接 收元件合并使用,以光作为媒介传递信 号的光电器件。
发光元件通常是半导体的发光二极管, 光电接收元件有光敏电阻、光敏二极管、 光敏三极管或光可控硅等。
根据其结构和用途不同,又可分为用于 实现电隔离的光电耦合器和用于检测有 无物体的光电开关。
表面有电子逸出,入射光的频率ν要大于 某一最低限度,否则当hν小于A时,不
管光通量有多大,都不可能有电子逸出,
这个最低限度的频率称为红限。当hν大 于A时,光通量越大,逸出的电子数目也 越多,光电流Iφ就越大。
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10
光电管符号及测量电路
光电管正常工作时,阳极电位高于阴极 电位。
在入射光频率大于“红限”的前提下, 当光电管阳极加上适当电压(几十伏) 时,从阴极表面逸出的电子被具有正电 压的阳极所吸引,在光电管中形成电流, 称为光电流。
2021/5/23
45
光电池和光谱特性曲线 1—硅光电池 2—硒光电池
硅光电池的光电特性 1—开路电压特性曲线 2—短路电流特性曲线
光电池的温度特性
光电池的频率特性
(3)短路电流的测量
光电池短路电流测量电路
Uo= -UR f = -I Rf
该电路的输出电压Uo与光电流I 成正比,从
而达到电流/电压转换关系。
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11
光电倍增管
光电倍增管是把微弱的光输入转换成电 子,并使电子获得倍增的电真空器件。
它有放大光电流的作用,灵敏度非常高, 信噪比大,线性好,多用于微光测量。 光电倍增管由两个主要部分构成:阴极 室和若干光电倍增极组成的二次发射倍 增系统

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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

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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。

光电传感器详细ppt课件

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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
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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

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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

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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
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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
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
反射光通量取决于反射表面的性质、状态和光源之间的
距离。
表面粗糙度
五、光电元件实例
(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。
特征:
(1)辨别不透明的反光物体; (2)有效距离大,因为光束
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。
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。
PN结
Es
P
N
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
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
• 缺点:光照与产生的光电流之间呈非线性关系。
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。
光电导效应:
光生伏特效应:
• 光照射PN结时,若h≧Eg,使 价带中的电子跃迁到导带,而 产生电子空穴对,在阻挡层内 电场的作用下,少数载流子穿 越阻挡层重新分布,使P区带正

电,N区带负电,形成光生电动 势。如果光照是连续的,经短 暂的时间,PN结两侧就有一个 稳定的光生电动势输出。最后 建立一个与光照强度有关的电 动势Es。
• 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
• 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 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;
• 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。
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。
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
P N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。
• 爱因斯坦光电效应方程: E=hγ=mυ2/2 +A 光电子能否产生,取决于 光子的能量是否大于该物 体的表面逸出功。这就是 说,每种物体都有相对应 的光频阈值,称为红限频
率,用γ0表示γ0=A/h
2、内光电效应
• 半导体内的电子吸收光子后不能跃出半导体,使物体的电 导率发生变化,或产生光生电动势的现象称为内光电效应。 内光电效应按其工作原理可分为光电导效关是由发射器、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。
• 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
1、外光电效应
• 半导体内的电子在吸 收光子后,如能克服 表面势垒逸出半导体 表面,就会产生外光 电效应。光电管、光 电倍增管等就是基于 外光电效应制成的光 电器件。
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