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《光电传感器及应用》课件
02
03
按光谱响应
可以分为可见光型、红外线型、 紫外线型等类型，分别对应不同 的光谱响应范围。
04
02
光电传感器的应用
光电传感器在工业自动化中的应用
总结词
光电传感器在工业自动化领域应用广泛，能够提高生产效率和产品质量。
详细描述
光电传感器可以检测物体的位置、速度、距离等参数，广泛应用于机器人、自 动化生产线、物流系统等领域。它们能够快速、准确地获取信息，提高生产效 率和产品质量，降低人工成本和误差率。
《光电传感器及应用》PPT 课件
目录
• 光电传感器概述 • 光电传感器的应用 • 光电传感器的技术发展 • 光电传感器的未来展望 • 结论
01
光电传感器概述
光电传感器定义
01
02
03
光电传感器
是一种通过光信号转换为 电信号的方式，实现非接 触式检测的传感器。
光信号
包括可见光、红外线、紫 外线等不同波长的光线。
总结词
光电传感器将与其他技术进行融合，形成更加强大的传感器系统，拓展其应用领域。
详细ห้องสมุดไป่ตู้述
光电传感器可以与微电子技术、通信技术、计算机技术等相结合，实现智能化、远程化和网络化的传感器系统， 提高信息获取和处理的能力。
光电传感器在物联网领域的应用前景
总结词
随着物联网的快速发展，光电传感器将在物联网领域发挥重要作用，为物联网提供更加精准、可靠的数据采集 和传输。
光电传感器在医疗领域的应用
总结词
光电传感器在医疗领域具有广泛的应用前景，能够提高医疗 设备的准确性和可靠性。
详细描述
光电传感器可以检测人体生理参数和医疗设备的工作状态， 如血压、血氧饱和度、心电图等。它们能够提高医疗设备的 准确性和可靠性，为医生诊断和治疗提供更加可靠的依据， 提高医疗质量和安全性。
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。
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
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。
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
《光电传感技术》课件
2 应用情况
光电传感技术得到了广泛 应用，并且应用领域不断 扩展与深入。
3 展望和期望
随着技术的进一步发展， 我们期待光电传感技术能 够更好地服务于人类和社 会。
2 应用领域
工业自动化、智能交通、医疗卫生、军事安全、环境监测、新能源等领域都有光电传感 技术的应用。
光电传感器分类与特点
分类
• 光电开关 • 光电编码器 • 光纤传感器 • 光电传感器组合
特点
• 高精度、高灵敏度 • 反应速度快 • 非接触式检测 • 可适应不同光谱范围
应用
• 位置、速度、加速度等 物理参量的检测
光电传感器的工作原理
光电传感器是一种将光信号转换成电信号 的器件，包括光源与接收器，通过量子效 应实现对待检物体位置、形态、表面特征、 颜色等特征的感应和检测。
光电传感技术的应用案例
制造业
医疗健康
自动化流水线生产、机器人操作、 工业检测等。
光疗、医学成像、血糖检测等。
智能家居
照明控制、安防检测、人脸识别 等。
《光电传感技术》PPT课 件
光电传感技术是一种利用光电器件将光、电能相互转换并实现信号变换的技 术。本课程将为您全面介绍光电传感技术的应用和原理。
什么是光电传感技术？
1 定义
光电传感技术是利用光电器件实现物理量（如位置、角度、压力等）的非接触式、自动 化感应与检测，以及相应信息的采集、处理和输出的技术。
未来展望
未来发展趋势
小型化、高精度化、多功能化、多模式化、网 络化和智能化的方向发展。
未来的应用前景
在5G、物联网等新兴技术的推进下，光电传感 技术将在工业、智能交通、医疗卫生、智能家 居领域发挥更加重要的作用。
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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课件
课件
⑶反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一 个装置内，在前方装一块反光 板，利用反射原理完成光电控 制作用，称为反光板反射式(或 反射镜反射式)光电开关。正常 情况下，发光器发出的光源被 反光板反射回来再被收光器收 到;一旦被检测物挡住光路，收 光器收不到光时，光电开关就 动作，输出一个开关控制信号。
课件
⑵对射型光电传感器， 若把发光器和收光器分离 开，就可使检测距离加大， 一个发光器和一个收光器 组成对射分离式光电开关， 简称对射式光电开关。对 射式光电开关的检测距离 可达几米乃至几十米。使 用对射式光电开关时把发 光器和收光器分别装在检 测物通过路径的两侧，检 测物通过时阻挡光路，收 光器就动作输出一个开关 控制信号。
课件
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。
光电传感器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、可见及紫外量对光电元件的作用原理不同所制成的光 学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系 统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉 冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测 量转换
课件
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。
课件
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
课件
``````
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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
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。
课件
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。
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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。
课件
成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传 感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式, 遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒 光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元 件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测 物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的 光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改 变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
光电式传感器是以光电器件作为转换元件 的传感器。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。光电式 传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特 点
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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。
课件
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。
光电传感器在一般情况下，有三 部分构成，它们分为：发送器、接 收器和检测电路。
课件
二、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。整个条形码被扫描过 之后，光敏三极管将条形码变形一 个个电脉冲信号，该信号经放大、 整形后便形成脉冲列，再经计算机 处理，完成对条形码信息的识别。
课件
三、产品计数器 产品在传送带上运行时，不 断地遮挡光源到光电传感器的 光路，使光电脉冲电路产生一 个个电脉冲信号。产品每遮光 一次，光电传感器电路便产生 一个脉冲信号，因此，输出的 脉冲数即代表产品的数目，该 脉冲经计数电路计数并由显示 电路显示出来。
课件
四、光电式烟雾报警器 没有烟雾时，发光二极管发出的光 线直线传播，光电三极管没有接收信 号。没有输出，有烟雾时，发光二极 管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三 极管接受到光线，有信号输出，发出 报警。
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⑷扩散反射型光电开关 扩散反射型光电开关的检测头里也装 有一个发光器和一个收光器，但扩散反 射型光电开关前方没有反光板。正常情 况下发光器发出的光收光器是找不到的。 在检测时，当检测物通过时挡住了光， 并把光部分反射回来，收光器就收到光 信号，输出一个开关信号。
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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。
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六、光电池在光电检测和自动控制方面的应用 光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极 管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由 于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光 谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光 电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、 紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。
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一、烟尘浊度监测仪 防止工业烟尘污染是环保的重要 任务之一。为了消除工业烟尘污染， 首先要知道烟尘排放量，因此必须 对烟尘源进行监测、自动显示和超 标报警。烟道里的烟尘浊度是用通 过光在烟道里传输过程中的变化大 小来检测的。如果烟道浊度增加， 光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和 折射增加，到达光检测器的光减少， 因而光检测器输出信号的强弱便可 反映烟道浊度的变化。
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⑶反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一 个装置内，在前方装一块反光 板，利用反射原理完成光电控 制作用，称为反光板反射式(或 反射镜反射式)光电开关。正常 情况下，发光器发出的光源被 反光板反射回来再被收光器收 到;一旦被检测物挡住光路，收 光器收不到光时，光电开关就 动作，输出一个开关控制信号。
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⑵对射型光电传感器， 若把发光器和收光器分离 开，就可使检测距离加大， 一个发光器和一个收光器 组成对射分离式光电开关， 简称对射式光电开关。对 射式光电开关的检测距离 可达几米乃至几十米。使 用对射式光电开关时把发 光器和收光器分别装在检 测物通过路径的两侧，检 测物通过时阻挡光路，收 光器就动作输出一个开关 控制信号。
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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。
光电传感器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、可见及紫外量对光电元件的作用原理不同所制成的光 学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系 统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉 冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测 量转换
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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。
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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
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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
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。
课件
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。
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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。
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成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传 感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式, 遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒 光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元 件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测 物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的 光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改 变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
光电式传感器是以光电器件作为转换元件 的传感器。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。光电式 传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特 点
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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。
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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。
光电传感器在一般情况下，有三 部分构成，它们分为：发送器、接 收器和检测电路。
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二、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。整个条形码被扫描过 之后，光敏三极管将条形码变形一 个个电脉冲信号，该信号经放大、 整形后便形成脉冲列，再经计算机 处理，完成对条形码信息的识别。
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三、产品计数器 产品在传送带上运行时，不 断地遮挡光源到光电传感器的 光路，使光电脉冲电路产生一 个个电脉冲信号。产品每遮光 一次，光电传感器电路便产生 一个脉冲信号，因此，输出的 脉冲数即代表产品的数目，该 脉冲经计数电路计数并由显示 电路显示出来。
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四、光电式烟雾报警器 没有烟雾时，发光二极管发出的光 线直线传播，光电三极管没有接收信 号。没有输出，有烟雾时，发光二极 管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三 极管接受到光线，有信号输出，发出 报警。
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⑷扩散反射型光电开关 扩散反射型光电开关的检测头里也装 有一个发光器和一个收光器，但扩散反 射型光电开关前方没有反光板。正常情 况下发光器发出的光收光器是找不到的。 在检测时，当检测物通过时挡住了光， 并把光部分反射回来，收光器就收到光 信号，输出一个开关信号。
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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。
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六、光电池在光电检测和自动控制方面的应用 光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极 管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由 于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光 谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光 电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、 紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。
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一、烟尘浊度监测仪 防止工业烟尘污染是环保的重要 任务之一。为了消除工业烟尘污染， 首先要知道烟尘排放量，因此必须 对烟尘源进行监测、自动显示和超 标报警。烟道里的烟尘浊度是用通 过光在烟道里传输过程中的变化大 小来检测的。如果烟道浊度增加， 光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和 折射增加，到达光检测器的光减少， 因而光检测器输出信号的强弱便可 反映烟道浊度的变化。