光感式传感器原理及其应用

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光感传感器的原理及应用

光感传感器的原理及应用

光感传感器的原理及应用光感传感器是一种能够感知光线的光敏元件,它能够将光线转化为电信号,从而实现对光照强度的检测和测量。

光感传感器的原理是利用光敏元件(如光电二极管、光敏电阻、光电晶体管等)对光线的敏感性,当光线照射到光敏元件上时,光子的能量会激发光敏元件内部的电子运动,从而产生电荷。

通过测量光敏元件产生的电荷量,就可以推测出光线的强度和亮度。

光感传感器的应用非常广泛,它被广泛应用于各种光控系统和自动化设备中。

以下是一些光感传感器的应用场景:1. 光照度控制:光感传感器能够感知光线的强度,可以应用于照明系统中,通过自动调节灯光的亮度和开关来实现室内照明的节能控制,提高照明效果。

2. 光感应开关:光感传感器可以用于光控开关和触发器件,例如根据光线的强度来控制窗帘的开合、自动控制庭院的水泵和喷灌装置。

3. 智能手机和相机:手机和相机中的环境光传感器通过检测周围的光线情况,来自动调节屏幕亮度和相机的曝光参数,从而提高用户体验。

4. 温度控制系统:一些温室和植物大棚中,光感传感器可以监测光照的强度,通过与温度传感器结合,实现自动调控温室内部的温度和湿度,为植物的生长提供良好的环境。

5. 反光检测:在一些光学检测系统中,利用光感传感器对反射光线的强度进行检测,来实现对物体表面光洁度和质量的检测。

6. 安防监控:光感传感器可以应用于安防监控系统中,通过感知周围的光线情况,实现对安防设备的自动开关和警报功能,提高安全性和便利性。

基于光感传感器的原理和应用,目前市场上有多种类型的光感传感器可供选择,包括光电二极管、光敏电阻、光敏晶体管、光电二极管等。

不同类型的光感传感器在感知光线的灵敏度、响应速度和稳定性等方面有所差异,使用者可以根据具体的应用场景来选择合适的光感传感器。

总的来说,光感传感器作为一种能够感知光线并转化为电信号的传感器,具有很大的应用潜力。

随着科技的不断进步,光感传感器的灵敏度和精度将进一步提高,其在自动化、智能控制和环境监测等领域的应用将会更加广泛。

光学传感器的原理和应用

光学传感器的原理和应用

光学传感器的原理和应用随着科技的不断进步,光学传感器逐渐成为现代工业中不可或缺的一部分。

光学传感器是指通过采集光学信号,将其转换成电学信号,并进行分析处理的一种装置。

在现代工业生产过程中,光学传感器已广泛应用于位移、形变、压力、温度等参数的测量和控制,同时还常用于光电开关、检测、安全及自动控制等方面。

本文将从光学传感器的原理和应用两个方面入手,简要介绍光学传感器。

一、光学传感器的原理光学传感器利用了物质的光学特性,将其转换为电学信号,实现测量和控制。

光学传感器通常由光源、物质和光探测器三部分组成。

光源是产生光信号的设备,这里我们以激光为例。

光源发出的光束照射到要测量的物体表面后,有部分光通过反射或透射后到达光探测器并被探测器接收转化为电学信号。

因为物体对光信号的吸收、反射和透射程度是与物体的特性和形态有着密切联系的,因此可以通过对光信号的检测和分析,来了解物体的大小、形态、表面质量、运动方向等参数。

1、物体的表面形态测量由于光在特定介质中的传播规律,光束在物体表面反射或透射形成了复杂的图案。

通过分析反射或透射光的特性,可以计算出物体表面的形态和尺寸。

例如,我们常用的三维扫描仪就是利用了此原理完成测量的。

2、物体尺寸、位移等参数测量光学测量方法中最常见的一种应用是位移测量,其测量原理是将待测物体放在测量光束中间,然后通过比较光束输出频率与标准光输出频率的差值,来测量物体发生的位移。

当物体发生细微位置变化时,光信号的相位会发生改变,而这些改变可以通过计算明显地表现出来。

二、光学传感器的应用1、汽车工业在汽车工业中,光学传感器广泛应用于安全控制系统、发动机管理、仪表盘和车身外观设计等方面。

例如,测量车身变形和碰撞等方面,就需要采用红外线传感器、激光传感器和多光束干涉仪等传感器来进行测量。

2、航空航天工业在航空航天领域,光学传感器则常被用于测量空气动力学参数,例如飞机外形和推力,以及测量各种发动机的运行状态和性能。

光感应传感器工作原理

光感应传感器工作原理

光感应传感器工作原理一、前言光感应传感器是一种常见的传感器,它能够通过光敏元件将周围环境中的光信号转换成电信号。

在日常生活中,我们可以看到许多应用了光感应传感器的设备,如智能家居、安防监控等。

本文将详细介绍光感应传感器的工作原理。

二、光敏元件1. 光电二极管光电二极管(Photodiode)是一种能够将光信号转换成电信号的半导体器件。

其结构与普通二极管相似,但在PN结上加入了一个P型或N型掺杂浓度较低的区域,称为漏斗区(Light Funnel)。

当光照射到漏斗区时,会产生电子-空穴对,从而形成电流。

2. 光敏电阻光敏电阻(Photoresistor)是一种基于半导体材料制造的元件。

其内部包含一个半导体材料和两个金属端子。

当有光照射到半导体材料上时,其内部会发生电荷移动现象,从而改变其电阻值。

三、工作原理1. 光敏二极管光敏二极管的工作原理基于光电效应。

当光照射到漏斗区时,会产生电子-空穴对。

由于漏斗区的掺杂浓度较低,因此电子和空穴很容易被电场分离,从而形成电流。

当光线强度增加时,漏斗区中产生的电子-空穴对数量也会增加,从而使得输出电流增大。

2. 光敏电阻光敏电阻的工作原理基于半导体材料在光照下的变化。

当有光照射到半导体材料上时,其内部会发生电荷移动现象,从而改变其电阻值。

具体来说,当有光照射到半导体材料上时,其内部会产生一些自由载流子(如电子和空穴),这些自由载流子会影响半导体材料的导电性能。

在没有光照射时,半导体材料中的自由载流子数量较少,因此它的阻值较大;而在有光照射时,半导体材料中的自由载流子数量增加,因此它的阻值减小。

四、应用场景光感应传感器在生活中有着广泛的应用场景,如:1. 智能家居光感应传感器可以用于智能家居中的灯光控制。

当环境中的光线弱时,光感应传感器会自动开启灯光;当环境中的光线强时,光感应传感器会自动关闭灯光。

2. 安防监控在安防监控领域,光感应传感器可以用于监测周围环境的亮度变化。

光传感器的原理及其在环境监测中的应用

光传感器的原理及其在环境监测中的应用

光传感器的原理及其在环境监测中的应用近年来,随着环境污染问题的日益严重,环境监测成为了一项重要的任务。

而光传感器作为一种重要的传感器,其原理和应用在环境监测中扮演着重要的角色。

光传感器是一种能够将光信号转化为电信号的装置。

其原理基于光电效应,即当光线照射到物质表面时,会激发物质中的电子跃迁,从而产生电信号。

光传感器通过测量这种电信号的强弱来判断光线的强度和频率,从而实现对光线的检测。

光传感器的工作原理可以分为两种类型:光敏电阻和光电二极管。

光敏电阻是一种光电效应的应用,其电阻值随着光照强度的变化而变化。

光敏电阻广泛应用于光控开关、光敏电路等领域。

而光电二极管则是一种将光信号转化为电信号的器件,其结构类似于普通的二极管,但是在PN结附近加入了光敏材料。

当光线照射到光电二极管上时,光子会激发光敏材料中的电子,从而产生电流。

光电二极管广泛应用于光电测量、光通信等领域。

在环境监测中,光传感器的应用非常广泛。

首先,光传感器可以用于光照强度的监测。

光照强度是衡量光线强弱的指标,对于植物的生长、室内照明等都有重要的影响。

通过使用光传感器,可以实时监测光照强度的变化,并根据需要进行调节,以满足不同环境的要求。

其次,光传感器还可以用于颜色的检测。

颜色是物体表面对不同波长光线的吸收和反射的结果,不同颜色的物体对光的吸收和反射程度不同。

通过使用光传感器,可以测量物体对不同波长光线的吸收和反射情况,从而判断物体的颜色。

这在环境监测中尤为重要,比如对水质的监测中,可以通过测量水体的颜色来判断水质的好坏。

此外,光传感器还可以用于气体的检测。

光传感器可以通过测量气体对光的吸收和散射情况,来判断气体的浓度。

这在环境监测中尤为重要,比如对大气中有害气体的检测中,可以通过测量气体对特定波长光线的吸收情况,来判断气体的浓度,从而判断空气的质量。

总之,光传感器作为一种重要的传感器,在环境监测中发挥着重要的作用。

其原理基于光电效应,通过测量光信号的强弱来判断光线的强度和频率。

光感sensor工作原理

光感sensor工作原理

光感sensor工作原理一、引言光感sensor是一种通过感知周围环境中的光线来实现自我控制或自我调节的设备。

它通常用于自动化控制系统中,如智能家居、工业自动化、机器人等领域。

本文将详细介绍光感sensor的工作原理。

二、光感sensor的分类根据其工作原理和应用场景,光感sensor可以分为多种类型。

其中最常见的是基于光电效应的传感器和基于图像处理技术的传感器。

1. 光电效应传感器基于光电效应的传感器是利用物质对光线的吸收和发射特性来检测环境中光线强度变化的一种传感器。

它们通常由一个发射元件和一个接收元件组成,发射元件产生红外或可见光信号,接收元件通过测量这些信号在环境中反射或散射后返回到接收元件上所需时间来计算距离或检测物体。

2. 基于图像处理技术的传感器基于图像处理技术的传感器则是通过对环境中图像进行采集、处理和分析,从而获得环境信息并做出相应反应的一种传感器。

这种传感器通常包括一个相机和一个处理器,相机负责采集环境中的图像信息,处理器则对这些信息进行分析和处理,从而实现自我控制或自我调节。

三、基于光电效应的光感sensor工作原理基于光电效应的光感sensor是通过物质对光线的吸收和发射特性来检测环境中光线强度变化的一种传感器。

它们通常由一个发射元件和一个接收元件组成。

1. 发射元件发射元件通常是一颗红外LED或可见光LED。

当它被电流激活时,会产生红外或可见光信号,并将其发射到环境中。

2. 接收元件接收元件通常是一个光敏二极管或者一个光敏电阻。

当发射元件产生信号并将其发射到环境中时,这些信号会被环境中的物体吸收、反射或散射。

接收元件会通过测量这些信号在环境中反射或散射后返回到接收元件上所需时间来计算距离或检测物体。

3. 工作原理在工作时,发射元件会产生红外或可见光信号,并将其发射到环境中。

这些信号会被环境中的物体吸收、反射或散射。

接收元件会通过测量这些信号在环境中反射或散射后返回到接收元件上所需时间来计算距离或检测物体。

光学传感器的工作原理及其应用领域

光学传感器的工作原理及其应用领域

光学传感器的工作原理及其应用领域随着技术的不断更新换代,很多新的领域得以发展壮大,其中光学传感器就是其中之一。

光学传感器作为一种传感器,具有很高的灵敏度、高可靠性和精度,广泛应用于各个领域。

本文将深入探讨光学传感器的工作原理及其应用领域。

一、光学传感器的工作原理光学传感器是一种基于光学原理的传感器,利用光学原理检测物理、化学或生物变化,并将其转换成电信号输出。

光学传感器的核心部件是光敏元件,它可以将光信号转换成电信号。

光学传感器通过光学模块将需要检测的物理量转换成光信号,再通过光敏元件将光信号转换成电信号,从而实现物理量的检测。

光学传感器的工作原理主要分为以下几个步骤:1. 发光:发出一束光线照射待测物体2. 传导:待测物体散发出来的光信号被传导到光传感元件3. 接收:光传感元件接收散发出来的光信号4. 转换:光传感元件将光信号转化成电信号5. 处理:将电信号送到处理器进行分析和处理6.输出:将处理后的结果显示或记录下来。

二、光学传感器的应用领域光学传感器具有很高的灵敏度、高可靠性和精度,广泛应用于各个领域。

下面将介绍几个光学传感器的应用领域。

1. 机械行业在机械行业中,光学传感器被广泛应用于检测机械传动系统中的转速和运动状态。

机械行业中还用光学传感器来检测自动化装配机器人中的位置和姿态,并用于检测机器人运动的位置和速度。

2. 汽车工业光学传感器在汽车工业中的应用也非常广泛。

其中包括自动驾驶技术中的激光雷达光学传感器和汽车制造中的疲劳检测。

3. 医疗保健在医疗保健领域中,光学传感器被广泛应用于血氧饱和度和血糖检测中。

它们还用于测量心率、血压和呼吸率等生理参数。

4. 环境保护光学传感器被广泛应用于环境保护领域。

例如,它们可用于测量大气污染、水污染和土壤污染。

此外,光学传感器还用于检测农作物的养分和湿度。

5. 光电通讯光学传感器在光电通讯领域中的应用也越来越广泛。

光学传感器可用于检测光纤通信中传输的数据和信号。

光传感器的原理及在汽车中的应用

光传感器的原理及在汽车中的应用

光传感器的原理及在汽车中的应用光传感器(Photo Sensor)是一种能够感知光线的设备,通过将光转化为电信号来实现光的检测和测量。

光传感器的原理基于光电效应,即在特定材料中,当光束照射到其表面时,能够激发出光电流或光电压的产生。

根据不同的工作原理和应用场景,光传感器可以分为光电二极管、光敏电阻、光电三极管、光电二极管阵列、光电管等多种类型。

在汽车中,光传感器的应用范围广泛,主要包括以下几个方面:1.汽车照明系统:光传感器可被用于控制汽车照明系统的自动开关和亮度调节。

光传感器感知周围环境的光照强度,根据光照条件自动调整车灯的亮度,以提供更加安全和舒适的驾驶体验。

2.雨刷系统:光传感器可以检测到雨滴或湿度的存在,从而触发雨刷系统的启动。

当光传感器感知到前挡风玻璃上有水滴或湿度时,会自动启动雨刷以提供良好的视野。

3.环境监测系统:光传感器可用于监测车内和车外的光照强度,并将信号传送给车辆控制系统。

这可以帮助汽车控制系统实时调整车内温度和灯光亮度,以提供舒适的驾驶环境。

4.防撞预警系统:光传感器可以用于监测车辆周围的距离和障碍物位置。

通过将光传感器安装在车身的不同位置,可以实现对车辆前、后、左、右方向的环境感知,为驾驶员提供准确的预警信息,以避免碰撞事故的发生。

5.自动驾驶系统:光传感器在自动驾驶系统中起到至关重要的作用。

例如,激光雷达(LIDAR)是一种基于光传感器的高精度测距设备,可以获取高分辨率的地图数据,为智能汽车提供精确的位置和环境信息。

总的来说,光传感器在汽车中的应用有助于提高驾驶安全性、降低碰撞风险、提升驾驶舒适度和实现自动驾驶等功能。

随着智能汽车的发展,光传感器的应用将越来越广泛,并且在未来的汽车技术中将发挥越来越重要的作用。

光感式传感器原理及其应用完整版

光感式传感器原理及其应用完整版

光感式传感器原理及其应用HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】机电工程系传感器与检测技术学习报告专业班级:生产过程自动化14-2 姓名:张鹏宇学号:项目名称:光感式传感器的应用与发展指导教师:刘辉评定成绩:2015年12月15日摘要:光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。

它可用于检测光量变化或直接引起光量变化的非电量,也可用于检测能转换成光量变化的其他非电量。

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。

光电式传感器具有响应快、精度高、能实现非接触测量等优点,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领域应用非常广泛。

关键词:光电式传感器;检测光量变化;电信号;检测与控制。

1 前言传感器是将感受的物理量、化学量等信息,按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。

电信号易于传输和处理,所以大多数的传感器是将物理量等信息转换成电信号输出的。

例如传声器就是一种传感器,它感受声音的强弱,并转换成相应的电信号。

又如电感式位移传感器能感受位移量的变化,并把它转换成相应的电信号。

光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。

因此在许多应用场合,光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。

2 光电式传感器工作原理光电效应光电效应是光照射到某些物质上,使该物质的导电特性发生变化的一种物理现象,可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应(光生伏特效应包含于内光电效应,在此为特意列出)三类。

外光电效应是指在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。

光子是以量子化“粒子”的形式对可见光波段内电磁波的描述。

光子具有能量hν,h 为普朗克常数,ν为光频。

光子通量则相应于光强。

外光电效应由爱因斯坦光电效应方程描述:EK=hν -W当光子能量等于或大于逸出功时才能产生外光电效应。

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光电式传感器原理及其应用姓名(测仪111班,刘俊杰,5801211048) Principle and application of photoelectric sensor英文姓名(measurement of class 111, Junjie Liu, 5801211048)摘要:光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。

它可用于检测光量变化或直接引起光量变化的非电量,也可用于检测能转换成光量变化的其他非电量。

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。

光电式传感器具有响应快、精度高、能实现非接触测量等优点,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领域应用非常广泛。

关键词:光电式传感器;检测光量变化;电信号;检测与控制。

Abstract:photoelectric sensor is photoelectric device as a sensor element. It can be used for non electric quantity detection light intensity or directly caused by light intensity, and can also be used for detection can be converted into other non electrical quantity change. It divides the changes measured into optical signal changes, then with the help of optoelectronic devices to convert optical signals into electrical signals. Photoelectric sensor has the advantages of fast response, high precision, can realize thenon-contact measurement etc., and measurable parameters, the sensor has the advantages of simple structure, flexible and diverse forms, therefore, application of photoelectric sensors in the detection and control field is very wide.Key words:photoelectric sensor; detection of light intensity; signal; detection and control.1 前言传感器是将感受的物理量、化学量等信息,按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。

电信号易于传输和处理,所以大多数的传感器是将物理量等信息转换成电信号输出的。

例如传声器就是一种传感器,它感受声音的强弱,并转换成相应的电信号。

又如电感式位移传感器能感受位移量的变化,并把它转换成相应的电信号。

光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。

因此在许多应用场合,光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。

2 光电式传感器工作原理2.1 光电效应光电效应是光照射到某些物质上,使该物质的导电特性发生变化的一种物理现象,可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应(光生伏特效应包含于内光电效应,在此为特意列出)三类。

外光电效应是指在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。

光子是以量子化“粒子”的形式对可见光波段内电磁波的描述。

光子具有能量hν,h为普朗克常数,ν为光频。

光子通量则相应于光强。

外光电效应由爱因斯坦光电效应方程描述:EK=hν-W当光子能量等于或大于逸出功时才能产生外光电效应。

因此每一种物体都有一个对应于光电效应的光频阈值,称为红限频率。

对于红限频率以上的入射光,外生光电流与光强成正比。

内光电效应是指在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应,分为光电导效应和光生伏特效应两类。

光电导效应是指,半导体材料在光照下禁带中的电子受到能量不低于禁带宽度的光子的激发而跃迁到导带,从而增加电导率的现象。

能量对应于禁带宽度的光子的波长称光电导效应的临界波长。

光生伏特效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

光生伏特效应首先是由光子转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。

可分为势垒效应(结光电效应)和侧向光电效应。

势垒效应的机理是在金属和半导体的接触区(或在PN结)中,电子受光子的激发脱离势垒(或禁带)的束缚而产生电子空穴对,在阻挡层内电场的作用下电子移向N区外侧,空穴移向P区外侧,形成光生电动势。

侧向光电效应是当光电器件敏感面受光照不均匀时,受光激发而产生的电子空穴对的浓度也不均匀,电子向未被照射部分扩散,引起光照部分带正电、未被光照部分带负电的一种现象。

2.2 光电器件基于光电效应原理工作的光电转换元件称为光电器件或光敏元件。

光电效应分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应,相对应的光电器件也有光电发射型、光导型和光伏型三种。

光电发射型光电器件有光电管和光电倍增管;光导型光电器件有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管;光伏型光电器件有光电池。

光电器件的基本特性有光电特性和光照特性、光谱特性、伏安特性、频率特性以及温度特性。

光电式传感器是以光为媒介、以光电效应为基础的传感器,主要由光源、光学通路、光电器件及测量电路等组成。

光电式传感器的基本类型有透射式、反射式、辐射式、遮挡式和开关式。

2.3.1 外光电效应器件工作原理光电管是利用外光电效应制成的光电元件,其外形和结构如图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。

根据能量守恒定律有A-hm212νν=式中,m为电子质量;v为电子逸出的初速度。

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λK为AhcK=λ式中,c为光速;A为逸出功。

光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图2所示。

在入射光频率大于“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IФ和电阻只RL上的电压降U0就和光强成函数关系,从而实现光电转换。

图1 光电管结构示意图图2 光电管测量电路图由于真空光电管的灵敏度低,因此人们研制了具有放大光电流能力的光电倍增管。

图3是光电倍增管结构示意图。

图3 光电倍增管结构示意图光阴极的量子效率是一个重要的参数。

波长为λ的光辐射入射到光阴极时,一个入射光子产生的光电子数,定义为光阴极的量子效率。

光阴极有很多种,常用的有双碱,S11及S20三种。

光阴极通常由脱出功较小的锑铯或钠钾锑铯的薄膜组成,光阴极接负高压,各倍增极的加速电压由直流高压电源经分压电阻分压供给,灵敏检流计或负载电阻接在阳极A处,当有光子入射到光阴极K 上,只要光子的能量大于光阴极材料的脱出功,就会有电子从阴极的表面逸出而成为光电子。

在K和D1之间的电场作用下,光电子被加速后轰击第一倍增极D1,从而使D1产生二次电子发射.每一个电子的轰击约可产生3~5个二次电子,这样就实现了电子数目的放大。

D1产生的二次电子被D2和D1之间的电场加速后轰击D2,……。

这样的过程一直持续到最后一级倍增极Dn,每经过一级倍增极,电子数目便被放大一次,倍增极的数目有8~13个,最后一级倍增极Dn发射的二次电子被阳极A收集。

若倍增电极有n级,各级的倍增率为б,则光电倍增管的倍增率可以认为是бn,因此,光电倍增管有极高的灵敏度。

在输出电流小于1mA的情况下,它的光电特性在很宽的范围内具有良好的线性关系。

光电倍增管的这个特点,使它多用于微光测量。

若将灵敏检流计串接在阳极回路中,则可直接测量阳极输出电流。

若在阳极串接电阻RL作为负载,则可测量RL两端的电压,此电压正比于阳极电流。

图4 光电倍增管基本电路图4所示为光电倍增管的基本电路。

各倍增极的电压是用分压电阻R1、R2、……Rn获得的,阳极电流流经负载电阻RL得到输出电压U0。

当用于测量稳定的辐射通量时,图中虚线连接的电容C1、C2、…、Cn 和输出隔离电容C0都可以省去。

这时电路往往将电源正端接地,并且输出可以直接与放大器输入端连接,从而使它能够响应变化缓慢的入射光通量。

但当入射光通量为脉冲通量时,则应将电源的负端接地,因为光电倍增管的阴极接地比阳极接地有更低的噪声,此时输出端应接人隔离电容,同时各倍增极的并联电容亦应接人,以稳定脉冲工作时的各级工作电压,稳定增益并防止饱和。

2.3.2 内光电效应器件工作原理光敏电阻是一种光电效应半导体器件,应用于光存在与否的感应以及光强度的测量等领域。

它的体电阻系数随照明强度的增强而减小,容许更多的光电流流过。

这种阻性特征使得它具有很好的品质:通过调节供应电源就可以从探测器上获得信号流,且有着很宽的范围。

光敏电阻是薄膜元件,它是由在陶瓷底衬上覆一层光电半导体材料。

金属接触点盖在光电半导体面下部。

这种光电半导体材料薄膜元件有很高的电阻。

所以在两个接触点之间,做的狭小、交叉,使得在适度的光线时产生较低的阻值。

光敏二极管的结构和普通二极管相似,只是它的PN结装在管壳顶部,光线通过透镜制成的窗口,可以集中照射在PN结上,图5a是其结构示意图。

光敏二极管在电路中通常处于反向偏置状态,如图5b所示。

图5a 光敏二极管结构示意图图5b 光敏二极管基本电路图6 光敏三极管结构示意图及其基本电路光敏三极管有两个PN结,因而可以获得电流增益,它比光敏二极管具有更高的灵敏度。

其结构如图5a所示。

当光敏三极管按图5b所示的电路连接时,它的集电结反向偏置,发射结正向偏置。

无光照时仅有很小的穿透电流流过,当光线通过透明窗口照射集电结时,和光敏二极管的情况相似,将使流过集电结的反向电流增大,这就造成基区中正电荷的空穴的积累,发射区中的多数载流子将大量注人基区,由于基区很薄,只有一小部分从发射区注入的电子与基区的空穴复合,而大部分电子将穿过基区流向与电源正极相接的集电极,形成集电极电流IC。

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