传感器应用基础苗玲玉第五章节光电式传感器

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1、第五章光传感器光电效应光电式传感器光纤式传感器CCD传感器趣味小制作－报警器7/23/20211尚辅网http://shangfuwang.com/光电效应-外光电效应光线照射在某些物体上，引起电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电效应，也称光电发射。光的频率必须高于某一限值，这个能使物体发射光电子的最低光频率称为红限频率。小于红限频率的入射光，光再强也不会激发光电子；大于红限频率的入射光，光再弱也会激发光电子。7/23/20212尚辅网http://shangfuwang.com/光电效应-内光电效应物体受光照射后，其内部的原子释放出电子，这些电子仍留在物体内部，使物体

2、的电阻率发生变化或产生光电动势的现象称为内光电效应。内光电效应又细分为光电导效应和光电伏生效应。7/23/20213尚辅网http://shangfuwang.com/光电导效应入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应基于光电导效应的光电器件有光敏电阻7/23/20214尚辅网http://shangfuwang.com/光电伏生效应光生伏特效应是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。处于反偏的PN结，当有光照时，形成光电流I，并且光照越大，光电流越大。基于此效应的光电元件有光敏二极管、光敏三极管。7/23/20215尚辅网http://shangfuwa

3、ng.com/光电管7/23/20216尚辅网http://shangfuwang.com/光电管结构光电管由一个光电阴极和阳极封装在玻璃壳内组成，光电阴极涂有光敏材料。7/23/20217尚辅网http://shangfuwang.com/原理无光照射时，电路不通有光线照射时，如果光子能量大于电子的逸出功，会有电子逸出，产生电子发射电子被带有正电的阳极吸引，在光电管内形成光电流根据电流大小可知光量的大小7/23/20218尚辅网http://shangfuwang.com/光电倍增管在光电管的阴极与阳极之间（光电子飞跃的路程上）安装若干个倍增极，就构成了光电倍增管，7/

4、23/20219尚辅网http://shangfuwang.com/光敏电阻光敏电阻的工作原理是基于光电导效应，由掺杂的光导体薄膜（光导体）沉积在绝缘基片上而成，纯粹是个电阻，没有极性7/23/202110尚辅网http://shangfuwang.com/测量电路当无光照时，由于光敏电阻的阻值太大，电路中电流很小；当有适当波长范围内的光线照射时，因其阻值变得很小，电路中电流增加根据电流表测出的电流值的变化，即可推算出照射光强的大小7/23/202111尚辅网http://shangfuwang.com/光敏二极管光敏二极管封装在透明玻璃外壳中，PN结在管子的顶部，可以直

5、接受到光照，为了提高转换效率大面积受光，PN结面积比一般二极管大。7/23/202112尚辅网http://shangfuwang.com/光敏二极管当无光照射时，与普通二极管一样，电路中仅有很小的暗电流，此时相当于光敏二极管截止当有光照射时，在反向电压作用下，反向饱和电流大大增加，形成光电流，这时相当于光敏二极管导通。7/23/202113尚辅网http://shangfuwang.com/光敏三极管结构平面和剖面结构电路7/23/202114尚辅网http://shangfuwang.com/应用－光电转速传感器当被测物体旋转起来，每相邻一对黑、白标志，使光电元件由导

6、通变为不导通，对应输出一个电脉冲。被测体每转一周，产生6个电脉冲，通过频率计对脉冲计数，即可得到旋转物体转速。1-光源2-透镜3-半透明膜4-透镜5-转盘6-透镜7-光电元件7/23/202115尚辅网http://shangfuwang.com/表面缺陷光电传感器表面光滑表面有缺陷1-光源2-透镜3-被测物4-透镜5-光电元件7/23/202116尚辅网http://shangfuwang.com/燃气热水器脉冲点火控制器打火确认针产生火花，才可打开燃气阀门；否则燃气阀门关闭，保证使用燃气器具的安全性7/23/202117尚辅网http://shangfuwang.co

7、m/红外光电开关7/23/202118尚辅网http://shangfuwang.com/红外光电开关红外光电开关是用来检测物体的靠近、通过等状态的光电传感器，也有人称其为红外传感器，简称光电开关光电开关可分为透射式和反射式两种反射型又分为两种情况：反射镜反射型和被测体反射型7/23/202119尚辅网http://shangfuwang.com/红外光电开关透射型发光二极管和光敏三极管相对安放，轴线严格对准。当有不透明物体在两者中间通过时，红外光束会被阻断，光敏三极管因收不到红外线而产生一个电脉冲信号7/23/202120尚