光电式传感器1ppt课件

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1、第六章第六章 光电式传感器光电式传感器 本章重要引见以下几个内容: 1、光电效应及其分类 2、各种外光电效应器件的原理和构造3、各种内光电效应器件的原理和构造 4、图像传感器的原理和构造 5、各种光电传感器的实践运用 重点是掌握光电效应的原理，熟习各种光电传感器的运用。6.1.1 外光电效应在光线照射下，电子逸出物体外表向外发射的景象称为外光电效应，也叫光电发射效应。其中，向外发射的电子称为光电子，能产生光电效应的物质称为光电资料。6.1 光 电 效 应每个光子具有的能量：爱因斯坦的光电效应方程 ：在光线照射下，物体内的电子不能逸出物体外表，而使物体的电导率发生变化或产生光生电动势的效应称为内

2、光电效应。 光电导效应 在光线作用下，电子吸收光子能量后而引起物质电导率发生变化的景象称为光电导效应。6.1.2 内光电效应电子能级表示图在光线照射下，半导体资料吸收光能后，引起PN结两端产生电动势的景象称为光生伏特效应。l 光生伏特效应6.2.1 光电管1. 光电管的构造：6.2 外光电效应器件2. 光电管的任务原理1. 光电倍增管的构造6.2.2 光电倍增管 光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进展放大。 所谓的二次电子是指当电子或光子以足够大的速度轰击金属外表而使金属内部的电子再次逸出金属外表，这种再次逸出金属外表的电子叫做二次电子。2. 光电倍增管的任务原理 当入射光的光

3、子打在光电阴极上时，光电阴极发射出电子，该电子流又打在电位较高的第一倍增极上，于是又产生新的二次电子；第一倍增极产生的二次电子又打在比第一倍增极电位高的第二倍增极上，该倍增极同样也会产生二次电子发射，如此延续进展下去，直到最后一级的倍增极产生的二次电子被更高电位的阳极搜集为止，从而在整个回路里构成光电流 IA 。光电倍增管的光电转换过程: 光电倍增管倍增系数与任务电压关系 1. 烟尘浊度监测仪6.2.3 外光电效应器件的运用2. 路灯光电控制器6.3 光电导器件| 采器具有内光电效应的光导资料制成的，为纯电阻元采器具有内光电效应的光导资料制成的，为纯电阻元件，其阻值随光照加强而减小。件，其阻值

4、随光照加强而减小。图7-5 光敏电阻的构造及表示符号6.3.1 光敏电阻2. 光敏电阻的任务原理1. 光敏电阻的构造| 优点：灵敏度高，体积小、分量轻，光谱优点：灵敏度高，体积小、分量轻，光谱呼应范围宽，机械强度高、耐冲击和振动，呼应范围宽，机械强度高、耐冲击和振动，寿命长，性能稳定。寿命长，性能稳定。| 缺陷：运用时需求有外部电源，同时当有缺陷：运用时需求有外部电源，同时当有电流经过它时，会产生热的问题。电流经过它时，会产生热的问题。| 资料：硫化物资料：硫化物CdS、PbS、TlS| 硒化物硒化物CdSe、PbSe | 碲化物碲化物PbTe等等| 运用：照相机自动嚗光、电视机亮度自动运用：

5、照相机自动嚗光、电视机亮度自动调理、调理、|航标灯自动控制等。航标灯自动控制等。1. 灯光亮度自动控制器6.3.2 光电导器件的运用2. 光控闪烁平安警示灯3. 测光器 1. 光敏二极管的构造6.4 光生伏特器件6.4.1 光敏二极管2. 光敏二极管的原理光敏二极管 通常任务于反向任务形状，当不受光线照射时，通常任务于反向任务形状，当不受光线照射时，处于截止形状，当受光线照射时，处于导通形状。处于截止形状，当受光线照射时，处于导通形状。光敏三极管构造：6.4.2 光敏三极管2. 光敏三极管的原理光敏三极管 光电流相当于三极管的基极，集电极电流是光光电流相当于三极管的基极，集电极电流是光电流的电

6、流的 倍，比光敏二极管具有更高的灵敏度。倍，比光敏二极管具有更高的灵敏度。1. 光电池的构造6.4.3 光电池2. 光电池的原理1. 注油液位控制安装6.4.4 光生伏特器件的运用液位控制电路 ：2. 光控闪光标志灯3. 测光文具盒光电耦合器构造图4. 光电耦合器光电耦合器组合方式光电耦合器特性曲线 脉冲及直流电平转换 开关信号传输 不同逻辑电路接口 抗干扰 高低压隔离等。l 作用：作用： 要使光电式传感器能很好地任务。除了合理选要使光电式传感器能很好地任务。除了合理选用光电转换元件外，还必需配备适宜的光源、可靠用光电转换元件外，还必需配备适宜的光源、可靠的光学通路和合理的丈量电路。的光学通路

7、和合理的丈量电路。被丈量X1直接对光源作用被丈量X2 作用于光学通路，对光通量进展解调l 光电式传感器的丈量电路l 光源及光学通路 光源光源 热辐射光源：利用发热物体向空间发出一定的光辐射热辐射光源：利用发热物体向空间发出一定的光辐射 如白炽灯、卤钨灯等。如白炽灯、卤钨灯等。 气体放电光源：利用电流经过气体放电的景象发光气体放电光源：利用电流经过气体放电的景象发光 如日光灯、低压汞灯、氙灯、氦灯等。如日光灯、低压汞灯、氙灯、氦灯等。 电致发光器件：利用固体发光资料在电场激发下产生电致发光器件：利用固体发光资料在电场激发下产生 发光景象如发光二极管。发光景象如发光二极管。 激光器：即光受激辐射放

8、大，分为固体激光器、气体激激光器：即光受激辐射放大，分为固体激光器、气体激 光器、半导体激光器和液体激光器等。光器、半导体激光器和液体激光器等。包括透镜、滤光片、棱镜、光通量调制器、光栅等。 光学通路6.5 图像传感器6.5.1 CCD图像传感器 电荷耦合器件电荷耦合器件CCDCharge-Coupled DevicesCCDCharge-Coupled Devices是典型的固体图象传感器，它是是典型的固体图象传感器，它是19701970年贝尔实验室的年贝尔实验室的WSBoyleWSBoyle和和GESmithGESmith发明的，它与光敏二极管阵发明的，它与光敏二极管阵列集成为一体，构成具

9、有自扫描功能的列集成为一体，构成具有自扫描功能的CCDCCD图象传感器。图象传感器。它不仅作为高质量固体化的摄象器件胜利地运用于广播它不仅作为高质量固体化的摄象器件胜利地运用于广播电视、可视和无线电，而且在消费过程自动检测和控制电视、可视和无线电，而且在消费过程自动检测和控制等领域已显示出宽广的前景和宏大的潜力。等领域已显示出宽广的前景和宏大的潜力。 MOS光敏元的构造原理图信息电荷的转移原理图2. CCD图像传感器的任务原理图像传感器的转移过程线阵CCD图像传感器构造帧转移面阵图像传感器的构造1. CCD在汽车前照灯配光测试中的运用6.5.2 图像传感器的运用2. CCD传感器在光电精细测径

10、系统中的运用工件尺寸丈量系统钞票检查系统原理图x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9L

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