光电传感器 毕业论文

光电传感器 毕业论文

ID:320456

大小:161.50 KB

页数:12页

时间:2017-07-23

光电传感器  毕业论文_第1页
光电传感器  毕业论文_第2页
光电传感器  毕业论文_第3页
光电传感器  毕业论文_第4页
光电传感器  毕业论文_第5页
资源描述:

《光电传感器 毕业论文》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、永城职业学院课程设计论文题目:光电传感器班级:五年制121班专业:机电一体化姓名:第11页共12页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

2、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 第11页共12页目录1.1理论基础——光电效应…………………41.2光电元件及特性…………………………81.3总结………………………………………11参考文献………………………………………12第11页共12页一、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

3、hv(v为光波频率,h为普朗克常数,h=6.63*10-34J/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

4、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,根据光导效应制造的光电元件有固有入射光频率,当光照在光电阻上,其导电性增强,电阻值下降。光强度愈强,其阻值愈小,若停止光照,其阻值恢复到原阻值。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

5、合器等。二、光电元件及特性根据外光电元件制造的光电元件有光电子,充气光电管和光电倍曾管。1.光电管第11页共12页光电管的种类繁多,典型的产品有真空光电管和充气光电管,光它的外形和结构如图1所示,半圆筒形金属片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内,当入射光照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使自由电子的能量增加h。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A时,它就可以克服金属表面束缚而逸出,形成电子发射。这种电子称为光电子,光电子逸出金属表面后的初始动能为光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图2所示。在人

6、射光频率大于“红限”的前提下,从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引,在光电管内形成空间电子流,称为光电流。此时若光强增大,轰击阴极的光子数增多,单位时间内发射的光电子数也就增多,光电流变大。在图2所示的电路中,电流和电阻只上的电压降就和光强成函数关系,从而实现光电转换。当光线照射到光电阴极K上时,电子从阴极表面逸出,并被光电阳极的正电厂吸收,外电路产生电流I,在负载电阻上的电压光电管的光电特性如图3所示,从图中可知,在光通量不太大时,光电特性基本是一条直线。图3光电管的光电特性图2光电管测量电路图1光电光结构示意图2.光电倍曾管由于真空光电管的灵敏度低,因此人们研

7、制了具有放大光电流能力的光电倍增管。图4是光电倍增管结构示意图。图4光电倍增结构示意图从图中可以看到光电倍增管也有一个阴极K和一个阳极A,与光电管不同的是在它的阴极和阳极间设置了若干个二次发射电极,D1、D2、D3…它们称为第一倍增电极、第二倍增电极、…,倍增电极通常为10~15级。光电倍增管工作时,相邻电极之间保持一定电位差,其中阴极电位最低,各倍增电极电位逐级升高,阳极电位最高。当入射光照射阴极K时,从阴极逸出的光电子被第一倍增电极D1加速,以高速轰击D1,引起二次电子发射,一个入射的光电子可以产生多个二次电子

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。