光电传感器介绍重点共40页文档

一.光电传感器简介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、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。

光电传感器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，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。

光电管及其基本特性(1)结构与工作原理光电管有真空光电管和充气光电管两类。

两者结构相似，如图所示。

它们由一个阴极和一个阳极构成，并且密封在一只真空玻璃管内。

阴极装在玻璃管内壁上，其上涂有光电发射材料。

阳极通常用金属丝弯曲成矩形或圆形，置于玻璃管的中央。

当光照在阴极上时，中央阳极可收集从阴极上逸出的电子，在外电场作用下形成电流I。

(2)主要性能1)光电管的伏安特性在一定的光照射下，对光电器件的阳极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系称为光电管的伏安特性。

2)光电管的光照特性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。

光照特性曲线的斜率（光电流与入射光光通量之比）称为光电管的灵敏度。

二、光电传感器的原理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，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。

光电传感器的介绍随着经济与军事领域的高科技化程度的提高，社会对光电子产品和技术的要求也不断地增长，光电子产业渐渐成为当今发展最快、最有前途的产业之一。

在此，在介绍光电传感器原理的基础上，我们主要讨论光电池的原理及其应用。

1、光电传感器的原理光电传感器（光电开关）是光电接近开关的简称，一般是由光源、光通路、光电元件三部分组成的。

光电传感器是一种利用光电子应用技术，将光信号转换成电信号而进行非电量参数检测的传感器，具有这种功能的材料称为光敏材料，做成的器件则称为光敏器件。

而光敏元件和光电传感器是光电元件中的核心元件，是光电系统的重要组成部分，主要包括光敏材料制作的探测器件、光电二极管和光电倍增管、利用内光电效应的光导管、以及应用光生电势效应的光敏二极管、光敏三极管、光电池等。

光电传感器的的物理基础就是光电效应。

且光电效应包括外光电效应和内光电效应。

外光电效应是在光线作用下，电子逸出物体表面向外发射称外光电效应，即为经典归纳的爱因斯坦光电效应方程。

内光电效应是当光照射在物体上，使物体的电阻率1/R发生变化或产生光电动势的效应。

内光电效应又可以分为以下两类：一是半导体材料受光照时，材料的电导率增大的光电导效应；二是不均匀半导体或均匀半导体中的光生电子和空穴，在空间分开形成PN结并产生电位差的光生伏特效应。

2、光电池的原理及应用光电传感器作为一种检测装置，由于它具有精度高、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，体积小，已经获得了广泛的应用。

我们下面介绍的光电池就是光电传感器的一个重要应用--光电池。

2.1光电池的原理光电池是在光线照射下，直接将光量转变为电动势的光学元件。

其工作原理即为光生伏特效应。

因此，在有光线作用时，PN结就相当于一个电压源。

2.1.1 物理原理1）材料①N型光电导体：多子是电子，少子是空穴。

主要是光子激发施主能级中的电子跃迁到导带中去，电子为主要载流子，增加了自由电子的浓度。

光电传感器介绍光电式传感器1.概述2.物理特性2.1外光电效应2.1.1光子假设2.2 内光电效应2.2.1光电导效应2.2.2光电转换元件3.光电式传感器3.1工作原理3.2光电传感器分类4.光电传感器应用4.1光电传感器优点4.1.1光电式带材跑偏检测器4.1.2包装充填物高度检测4.1.3光电色质检测4.1.4烟尘浊度监测仪4.1.5其他方面的应用5.光纤传感器5.1基本工作原理5.2光纤的种类与特性5.3光纤传感器的应用6.常用光电传感器及生产厂家和参数光电式传感器1.概述光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。

它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

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、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。

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，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。

2.物理特性2.1外光电效应2.1.1光子假设1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦第一个成功解释光电效应。

爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子，即光子概念，对光电效应研究做出了决定性的贡献。

爱因斯坦光子假说的核心思想是：表面上看起来连续的光波是量子化的。