传感器与检测技术第二版光电式传感器资料讲义PPT课件
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第9章 光电式传感器 《传感器与检测技术(第2版)》课件
•光生伏特效应
在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的 现象。如光电池
（1）光敏电阻
1. 光敏电阻的结构与工作原理
光敏电阻是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性， 使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流） 很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电 阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。
最受人们重视的是硅光电池。
具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效 率高、能耐高温辐射、价格便宜、寿命长等特点。
它不仅广泛应用于人造卫星和宇宙飞船作为太阳能 电池，而且也广泛应用于自动检测和其它测试系统 中
硒光电池由于其光谱峰值位于人眼的视觉范围， 所以在很多分析仪器、测量仪表中也常常用到。
光敏晶体管
光敏晶体管与一般晶体管很相似，具有两个PN结，只是它的发射极一边做得很大， 以扩大光的照射面积。
NPN:大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压 而不接基极时，集电结就是反向偏压
当光照射在集电结时，就会在结附近产生电子—空穴对，光生电子被拉到集电极， 基区留下空穴，被正向偏置的发射结发出的自由电子填充，形成光电流Ib
同时空穴使基极与发射极间的电压升高，这样便会有大量发射区的电子流向集电 极，形成输出电流Ic ，且集电极电流为光电流的β倍，所以光敏晶体管有放大作用。
光
c
e
NPN
b
(a)结构
b
c e
c（N） （P）b e（N）
E
RL
(b)符号
(c)基本电路
Ib
Ic
c
E
be
RL
(d)工作原理示意图
在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的 现象。如光电池
（1）光敏电阻
1. 光敏电阻的结构与工作原理
光敏电阻是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性， 使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流） 很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电 阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。
最受人们重视的是硅光电池。
具有性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效 率高、能耐高温辐射、价格便宜、寿命长等特点。
它不仅广泛应用于人造卫星和宇宙飞船作为太阳能 电池，而且也广泛应用于自动检测和其它测试系统 中
硒光电池由于其光谱峰值位于人眼的视觉范围， 所以在很多分析仪器、测量仪表中也常常用到。
光敏晶体管
光敏晶体管与一般晶体管很相似，具有两个PN结，只是它的发射极一边做得很大， 以扩大光的照射面积。
NPN:大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压 而不接基极时，集电结就是反向偏压
当光照射在集电结时，就会在结附近产生电子—空穴对，光生电子被拉到集电极， 基区留下空穴，被正向偏置的发射结发出的自由电子填充，形成光电流Ib
同时空穴使基极与发射极间的电压升高，这样便会有大量发射区的电子流向集电 极，形成输出电流Ic ，且集电极电流为光电流的β倍，所以光敏晶体管有放大作用。
光
c
e
NPN
b
(a)结构
b
c e
c（N） （P）b e（N）
E
RL
(b)符号
(c)基本电路
Ib
Ic
c
E
be
RL
(d)工作原理示意图
传感器与检测技术ppt课件
22
重复性
图1-4所示为校正曲线的重复特性。
正行程的最大重复性偏差为△Rmax1, 反行程的最大重复 性偏差为△Rmax2，重复性误差取这两个最大偏差中之较 大者为△Rmax，再以满量程输出的百分数表示，即
rR
Rmax yFS
100%
（1-15）
式中 △Rmax----输出最大不重复误差。
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现代人们的日常生活中，也愈来愈离不开检测技术。例 如现代化起居室中的温度、湿度、亮度、空气新鲜度、防火、 防盗和防尘等的测试控制，以及由有视觉、听觉、嗅觉、触 觉和味觉等感觉器官，并有思维能力机器人来参与各种家庭 事务管理和劳动等，都需要各种检测技术。
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34
自动检测系统的基本组成
自动检测系统是自动测量、自动资料、自动保护、自动 诊断、自动信号处理等诸系统的总称，基本组成如图1-7。
图1-10 微差法测量稳压电源输出电压的微小变化
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44
误差处理 主要内容
• 一、误差与精确处理 • 二、测量数据的统计处理 • 三、间接测量中误差的传递 • 四、有效数字及其计算法则
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45
误差与精确处理
主要内容
(1)绝对误差与相对误差 (2)系统误差、偶然误差和疏失误差 (3)基本误差和附加误差 (4)常见的系统误差及降低其对测量结果影响的方法
（1-17）
由于种种原因，会引起灵敏度变化，产生灵敏度误差。灵 敏度误差用相对误差来表示
k10% 0 sk
（1-18）
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25
分辨率
分辨率是指传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可以用满量程的百分比表 示。
《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
传感器与检测技术第2版课件第1章
• （4）分辨力与阈值
➢传感器的分辨力是指在规定测量范围内可能检测出的被测量的最小变化量，是 传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。
➢如果传感器的输入量从某一非零值缓慢地变化，在输入量的变化值未超过某一 值时，传感器的输出不会发生变化，只有超过某一数值后才显示有变化，这个 输入增量称为传感器的分辨力。有时候该值相对满量程输入值的百分比表示， 则称为分辨率。
百分数表示，这就是重复误差，即
• （6）稳定性 稳定度是指传感器在所有条件均不变情况下，能在规定的时间内维持其示值不
变的能力。稳定度是以示值的变化量与时间长短的比值来表示。
环境影响量是指由于外界环境变化而引起的示值的变化量。 示值变化由两个因素组成:零点漂移和灵敏度漂移。零点漂移是指在受外界环
境影响后，已调零的仪表的输出不再为零。
敏感元件是传感器的核心，也是研究、 设计和制作传感器的关键。
转换元件指传感器中能将敏感元 件感受（或响应）的被测量转换 成适于传输或测量的电信号部分。
信号调理电路又称转换电路或测量电路，它的作用是将转换元件输出的电信 号进行进一步的转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好 的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。
1.2检测技术基础知识
• 当今传感器检测技术早已无处不在， 如何有效地利用传感器实现 各种参数的自动检查和精确测量，则是整个自动控制系统的基础。
• 为了更好地掌握传感器检测技术的相关知识，需要对检测技术的基 本概念、基本测量方法、检测系统的组成、测量误差及数据处理等 方面的理论及工程应用进行学习和研究，只有了解和掌握了这些基 本理论，才能更有效地完成检测任务。
第1章
传感器与检测技术基础
目录
传感器和检测技术ppt课件
17.黄俊钦．静、动态数学模型的实用建模方法．北京：机械工业出版社， 1988
18. 马修水. 瑞士SYLVAC电容测量系统的发展. 工具技术，1989 (12)
19.于静江，周春晖．过程控制中的软测量技术．控制理论与应 用．1996,13(2)
20. 骆晨钟，邵惠鹤．软测量技术及其工业应用．仪表技术及传感器．
17
传感器原理及其应用－教学层次
中专级 大专级 本科级 硕士级 ……
精选ppt课件
18
谢谢！
传感器与检测技术 教学组
精选ppt课件
19
参 考 文 献 （续）
13.张正伟．传感器原理及应用．北京：中央广播电视大学出版社，1997
14.周春晖. 过程控制工程手册. 北京: 化学工业出版社，1993
15. 陈守仁. 自动检测技术及仪表. 北京: 机械工业出版社，1989
16. 费业泰. 误差理论与数据处理. 北京:机械工业出版社, 2002
课时数
2 4 6 2 4 6 8 2 34
作业 实验
* * * * * * *
15
参考文献
1. 王化祥,张淑英．传感器原理及应用．天津：天津大学出版社，1991 2. 常健生. 检测与转换技术. 北京:机械工业出版社. 2001 3. 严钟豪，谭祖根. 非电量电测技术. 北京：机械工业出版社，2003 4. 强锡富. 传感器. 北京：机械工业出版社，1998 5. 贾伯年，俞朴. 传感器技术. 南京：东南大学出版社，1992 6. 王俊杰. 检测技术与仪表. 武汉. 武汉理工大学出版社，2002 7. 郭振芹．非电量的电测量．北京：中国计量出版社，1986 8. 郁有文，常健，程继红编著. 传感器原理及工程应用. 西安：西安电子科
传感器与检测技术完整ppt课件
xmin 100% YFS
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
.
1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
.
6．稳定性。稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。对于传感器常用长期 稳定性描述其稳定性。所谓传感器的稳定性是指在室温条件下，经过相当长 的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。因此，通常又 用其不稳定度来表征传感器输出的稳定程度。
7．漂移。传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时 间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结 构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
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1.3.1测量误差及其分类
误差的定义
测量误差(error of measurement)是指测得值与被
测量真值之差，可用下式表示： 测量误差=测得值-真值
若定义中的测得值是用测量方式获得的被测量的测
量结果，则得到测量误差的定义为：测量误差=测量结果-真
值
若定义中的测得值是指计量仪器的示值，则得到计
1.1.3传感器的分类 1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
.
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精 度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
2替代法其实质是在测量装置上测量被测量后不改变测量条件立即用相应标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量从而得到此标准量测量结果与已知标准量的差值即系统误差取其负值即可作为被测量测量结果的修正先将被测量x放于天平一侧标准砝码p放于另一侧调至天平平衡则有xpl此时移去被测量x用标准砝码q代替使天平重新平衡则有qpl2l1所以有xq
传感器与检测技术ppt课件
控制系统的自动化水平高低。
传感器的选用主要取决于建模参数和被测 量、测量精度和灵敏度要求以及测量系统的 成本等因素。
(4) 传感器的品质参数 灵敏度 分辨率 准确度 精密度
重复性
线性度
灵敏度
灵敏度反映传感器对被测量变化的 响应能力。
O S I
输出变化量
输入变化量
分辨率
如果已知总体精度上限，要计算各部件的 误差，则假定各部件误差对总精度的影响 是均等的。
f N xi xi n
N xi f n xi
[实例]已知角速度与作用力的关系式 试求转速的不确定性。 [解]
F 5 0 0 3 1 6 . 2 3 m r 0 . 20 . 0 2 5
霍尔传感器的应用—— 测量焊接电流
在标准的园环铁芯开一 小缺口，将霍尔元件放在 缺口处，被测电流的导线 穿过铁心时就产生磁场B， 则霍尔传感器有输出。当 测出的小于 规定的焊接电流时，可 控硅的导通角增大，焊接 电流变大，测出的电压大 于规定的焊接电流时，可 控硅的导通角减，焊接电 流变小，控制焊接回路的 电流。
性；
没有机械电位器特有的滑片，彻底解决了滑 片接触不良的问题；体积小，节省空间，易于装 配；寿命长，可靠性高。
数字电位器与机械式电位器的区别
类 特 型 性 机 无 械 源 式 数 有 字 源 式 电阻变 调节 位置 自动 化规律 方法 记忆 复位 连续 变化 阶梯 变化 手动 有 没有 使用 体 寿命 积 短 大
为减小零点残余电压的影响，一般要用电路进行补偿, 电路补偿的方法较多,可采用以下方法。
• 串联电阻：消除两次级绕组基波分量幅值上的差异；
• 并联电阻电容：消除基波分量相差，减小谐波分量；
传感器与检测技术第2版课件第3章
电感式传感器具有结构简单、工作可靠、抗干扰能力 强、输出功率较大、分辨力较高、稳定性好等优点，并且 能实现信息远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动 控制系统中被广泛采用。
3.1 自感式传感器
• 3.1.1 自感式传感器结构与工作原理
• 自感式传感器是把被测量的变化转换成自感 L 的变化，通过一定的
3.2.3 互感式传感器的应用
• 1．位移的测量
• 差动变压器式位移传感器，可用于多种场合下测 量微小位移。
• 工作原理是：测头1通过轴套和测杆5相连，活动 衔铁7固定在测杆5上。线圈架8上绕有三组线圈 。中间是初级线圈，两端是次级线圈、形成三节 式结构，它们都通过导线10与测量电路相连。
• 2．力和力矩的测量
• 由上式可知，这时电桥输出电压，电桥处于平衡状态。
• 当铁芯向一边移动时，Z1= Z0 + ∆Z， Z2= Z0﹣∆Z，代入上式得
当传感器线圈为高Q值时，可得到输出电压的值为
同理，当活动铁心向另一边（反方向）移动时，则有
综合以上两式可得知电桥输出电压
差动式自感传感器采用变压器交流电桥为测量电路时，电桥输出电压 既能反映被测体位移量的大小，又能反映位移量的方向，且输出电压与 电感变化量呈线性关系。
当衔铁位于中心位置时，差动 变压器的输出电压并不等于零， 通常把差动变压器在零位移时 的输出电压称为零点残余电压，
产生零点残余电压的原因
如变压器的制作工艺和导磁体安装等问题，主要是由传感器的两次级绕 组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等引起的。
为了减小零点残余电压，可采用以下方法:
•2. 相敏检波电路
• 相敏检波电路的形式很多，过去通常采用分立元件构成的电路， 它可以利用半导体二极管或晶体管来实现。
3.1 自感式传感器
• 3.1.1 自感式传感器结构与工作原理
• 自感式传感器是把被测量的变化转换成自感 L 的变化，通过一定的
3.2.3 互感式传感器的应用
• 1．位移的测量
• 差动变压器式位移传感器，可用于多种场合下测 量微小位移。
• 工作原理是：测头1通过轴套和测杆5相连，活动 衔铁7固定在测杆5上。线圈架8上绕有三组线圈 。中间是初级线圈，两端是次级线圈、形成三节 式结构，它们都通过导线10与测量电路相连。
• 2．力和力矩的测量
• 由上式可知，这时电桥输出电压，电桥处于平衡状态。
• 当铁芯向一边移动时，Z1= Z0 + ∆Z， Z2= Z0﹣∆Z，代入上式得
当传感器线圈为高Q值时，可得到输出电压的值为
同理，当活动铁心向另一边（反方向）移动时，则有
综合以上两式可得知电桥输出电压
差动式自感传感器采用变压器交流电桥为测量电路时，电桥输出电压 既能反映被测体位移量的大小，又能反映位移量的方向，且输出电压与 电感变化量呈线性关系。
当衔铁位于中心位置时，差动 变压器的输出电压并不等于零， 通常把差动变压器在零位移时 的输出电压称为零点残余电压，
产生零点残余电压的原因
如变压器的制作工艺和导磁体安装等问题，主要是由传感器的两次级绕 组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等引起的。
为了减小零点残余电压，可采用以下方法:
•2. 相敏检波电路
• 相敏检波电路的形式很多，过去通常采用分立元件构成的电路， 它可以利用半导体二极管或晶体管来实现。
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特性
一、光电（照）特性 光电特性是指这些半导体光电元件产生的光电流与光
照之间的关系。
硒光敏电阻
光敏晶体管
硅光电池
图9-9 半导体光电元件的光电特性
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二、伏安特性
伏安特性是指光照一定时，这些光电元件的端电 压U与电流I之间的关系。
图9-10 半导体光电元件的伏安特性
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三、光谱特性 半导体光电元件对不同波长的光，其灵敏度是不同的，因 为只有能量大于半导体材料禁带宽度的那些光子才能激发出光 生电子—空穴对。而光子能量的大小与光的波长有关。
图9-8 光敏电阻的结构及表示符号
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优点：灵敏度高，体积小、重量轻，光谱响应范围宽，机械强
度高、耐冲击和振动，寿命长，性能稳定。
缺点：使用时需要有外部电源，同时当有电流通过它时，会产 生热的问题。
材料：硫化物（CdS、PbS、TlS） 硒化物（CdSe、PbSe） 碲化物（PbTe）等
第9章 光电式传感器
光电式传感器是将光通量转换为电量的一种传感器。 光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。
9.1 概述
9.2 光电效应与光电器件
9.3 光电式传感器的应用
9.4 CCD固体图像传感器
9.5 光纤传感器
本章要点
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9.1 概述
9.1.1 光电式传感器的类别 光电式传感器（或称光敏传感器） • 是利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、 电流、电阻等）的装置。 按工作原理分类 • 光电效应传感器 • 红外热释电探测器 • 固体图像传感器 • 光纤传感器
光纤传感器
利用发光管（LED）或激光管（LD）发射的光，经光
纤传输到被检测对象，被检测信号调制后，光沿着光
导纤维反射或送到光接收器，经接收解调后变成电信
号。
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特点：
• 光电式传感器具有结构简单、响应速度快、高精度、高 分辨率、高可靠性、抗干扰能力强（不受电磁辐射影响， 本身也不辐射电磁波）、可实现非接触式测量等特点；
图9-3 光电管的伏安特性
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③ 光谱特性
光电管对光谱有选择性：保持光通量和阳极电压不变，阳极电 流与光波长之间的关系叫光电管的光谱特性。
不同光电阴极材料的光电管，对同一波长的光有不同的灵敏度； 同一种阴极材料的光电管对于不同波长的光的灵敏度也不同。
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2. 光器件 指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。
Ek
1 2
mv2
hf
A0
光电管及光电倍增管均属这一类。
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1. 光电管及其特性 一、构造
图9-2 光电管的结构与测量电路
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二、特性
➢① 光照特性
表示当光电管的阳极电压一定时，阳极电流I与入射在阴极上光 通量φ之间的关系。
IA
Uo
R5
A
D4
R4
D3
R3
D2
R2
D1
R1
K
图9-3 光电倍增管外形结构及电路
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倍增系数 M – 阳极电流
I iM i n
– 光电倍增管的电流放大倍数
倍增电极的电子发射系数，一般3- 6
n=9-11
– 光电倍增管灵敏度比普通光电管高（105-108）倍，一般用于微弱光 照条件。
应用：照相机自动嚗光、电视机亮度自动 调节、灯光（航标灯）自动控制等。
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2. 光敏二极管
结构与一般二极管相似，通常工作于反向工作 状态，当不受光线照射时，处于截止状态，当受光 线照射时，处于导通状态。
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3.光敏三极管： 光电流相当于三极管的基极，集电极电流是光电
I /i n
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9.2.2 内光电效应光电器件及其特性
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 电动势的现象
内光电效应可分为： – 因光照引起半导体电阻率变化的光电导效应 – 因光照产生电动势的光生伏特效应
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典型器件
1. 光敏电阻 采用具有内光电效应的光导材料制成的，为纯电阻元件，其阻值随光照增 强而减小。
图9-11 半导体光电元件的光谱特性
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四、频率特性
半导体光电元件的频率特性是指它们的输出电信号与 调制光频率变化的关系。
图9-12 半导体光电元件的频率特性
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五、温度特性 半导体材料易受温度的影响，它直接影响光电流的
流的 β 倍，比光敏二极管具有更高的灵敏度。
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4. 光电池
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光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式有源 器件。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在PN 结附近激发电子-空穴对，在电场作用下，电子、空穴产生 定向移动，在PN结的两端产生电位差。
硅光电池
硒光电池
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• 可直接检测光信号，间接测量温度、压力、位移、速度、 加速度等；
• 发展速度快、应用范围广，具有很大的应用潜力。
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9.1.2 光电式传感器的基本形式
• 由光路及电路两大部分组成 • 光路部分实现被测信号对光量的控制和调制 • 电路部分完成从光信号到电信号的转换后的电信 号传输与输出等
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➢② 伏安特性
当入射光的频谱及光通量一定时，阳极与阴极之间的电压同光电 流的关系叫伏安特性。
I μA
12 10 8 6 4 2
120 μlm 100 μlm 80 μlm 60 μlm 40 μlm 20 μlm
0
50
100 150
（a）真空光电管
UV 200
I μA
（b）充气光电管
UV
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光电效应传感器 光电效应：因光照引起物体电学特性改变的现
象，包括光照射到物体上使物体发射电子，或电 导率发生变化，或产生光生电动势等。
红外热释电探测器
主要是利用辐射的红外光（热）照射材料时引起材料 电学性质发生变化或产生热电动势原理制成的一类器 件。
固体图像传感器
主要是用CCD电荷耦合器件的光电转换和电荷转移功 能制成CCD图像传感器。
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四种基本形式
发光元件
窗 光敏元件 壳体
• 透射式 • 反射式 • 辐射式 • 开关式
（d）
导线
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9.2 光电效应与光电器件
光可认为是由具有一定能量的粒子所组成，而每个光子所 具有的能量E与其频率大小成正比。光照射在物体上就可看成 是一连串的具有能量为E（ E=hf）的粒子轰击在物体上。所谓 光电效应即是由于物体吸收了能量为E的光后产生的电效应。 光电效应可分为：