傳感與測量技術(shù)-第4章 傳感器原理及應(yīng)用-光電式傳感器

1、傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 1. 1.電阻式傳感器電阻式傳感器 2.2.電感式傳感器電感式傳感器 3.3.電容式傳感器電容式傳感器 4.4.壓電式傳感器壓電式傳感器 5. 5.磁電式傳感器磁電式傳感器 6.6.光電式傳感器光電式傳感器 7.7.熱電式傳感器熱電式傳感器 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通

2、學(xué)院汽車與交通學(xué)院 4.6 4.6 光電式傳感器光電式傳感器 一、光電效應(yīng)一、光電效應(yīng) 光可以被看成是由具有一定能量的光子所組成，而每個(gè)光子所具光可以被看成是由具有一定能量的光子所組成，而每個(gè)光子所具 有的能量有的能量E E正比于其頻率。光射到物體上就可看成是一連串具有能正比于其頻率。光射到物體上就可看成是一連串具有能 量量E E的光子轟擊在物體上。的光子轟擊在物體上。 光電效應(yīng)可分為三類：光電效應(yīng)可分為三類：外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、 光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng) 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天

3、津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 V電子逸出初速度電子逸出初速度 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 c c光速，光速，c c=3=3108m/s 108m/s 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交

4、通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技

5、術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 即：光照射半導(dǎo)體即：光照射半導(dǎo)體PNPN結(jié)后，能使結(jié)后，能使PNPN結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢，或使結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢，或使PNPN結(jié)結(jié) 的光電流增加的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)，或稱的光電流增加的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)，或稱為為PNPN結(jié)的光電結(jié)的光電 效應(yīng)效應(yīng)。 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交

6、通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 二、光電管及光電倍增管二、光電管及光電倍增管 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 lmlm流明流明 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第

7、4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 真空光電管的調(diào)制頻率可高達(dá)真空光電管的調(diào)制頻率可高達(dá)1MHz1MHz以上以上 隨著工作時(shí)間的增加，尤其是在強(qiáng)光照射下，其靈敏度將逐漸降低。隨著工作時(shí)間的增

8、加，尤其是在強(qiáng)光照射下，其靈敏度將逐漸降低。 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 *用電子流或離子流轟擊物體表面，使之用電子流或離子流轟擊物體表面，使之 發(fā)射電子的過程叫發(fā)射電子的過程叫二次電子發(fā)射二次電子發(fā)射。發(fā)射的。發(fā)射的 電子叫次級電子或二次電子。電子叫次級電子或二次電子。 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第

9、4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通

10、學(xué)院 三、光敏電阻三、光敏電阻 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用

11、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 lxlx勒克斯勒克斯 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技

12、術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 四、光電池四、光電池 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范

13、大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)

14、用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 光調(diào)制光調(diào)制按照一定規(guī)律改變光波的強(qiáng)度、相位、振幅、頻率或偏振狀態(tài)等參數(shù)的方法按照一定規(guī)律改變光波的強(qiáng)度、相位、振幅、頻率或偏振狀態(tài)等參數(shù)的方法 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原

15、理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 五、光電二極管和光電三極管五、光電二極管和光電三極管 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 光電二極管有三種類型：光電二極管有三種類型：普通普通PNPN結(jié)型光電二極管（結(jié)型光電二極管（PDPD）、）、PINPIN結(jié)結(jié)

16、 型光電二極管（型光電二極管（PINPIN）和雪崩型光電二極管（）和雪崩型光電二極管（APDAPD） 雪崩倍增效應(yīng)雪崩倍增效應(yīng)加大反向偏壓會(huì)使光電流成倍地激增的現(xiàn)象加大反向偏壓會(huì)使光電流成倍地激增的現(xiàn)象 。 PNPN型型 特性：優(yōu)點(diǎn)是暗電流小，一般情況下，響應(yīng)速度較低。特性：優(yōu)點(diǎn)是暗電流小，一般情況下，響應(yīng)速度較低。 用途：照度計(jì)、彩色傳感器、光電三極管、線性圖像傳感器、用途：照度計(jì)、彩色傳感器、光電三極管、線性圖像傳感器、 分光光度計(jì)、照相機(jī)曝光計(jì)。分光光度計(jì)、照相機(jī)曝光計(jì)。 PINPIN型型 特性：缺點(diǎn)是暗電流大，因結(jié)容量低，故可獲得快速響應(yīng)特性：缺點(diǎn)是暗電流大，因結(jié)容量低，故可獲得快速響

17、應(yīng) 用途：高速光的檢測、光通信、光纖、遙控、光電三極管、寫用途：高速光的檢測、光通信、光纖、遙控、光電三極管、寫 字筆、傳真字筆、傳真 雪崩型雪崩型 特性：響應(yīng)速度非?？?，因具有倍速做用，故可檢測微弱光特性：響應(yīng)速度非?？?，因具有倍速做用，故可檢測微弱光 用途：高速光通信、高速光檢測用途：高速光通信、高速光檢測 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大

18、學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 當(dāng)光線照射到基區(qū)，會(huì)產(chǎn)生光生電子當(dāng)光線照射到基區(qū)，會(huì)產(chǎn)生光生電子- - 空穴對，光生電子被拉到集電極，基空穴對，光生電子被拉到集電極，基 區(qū)留下了帶正電的空穴，使基極與發(fā)區(qū)留下了帶正電的空穴，使基極與發(fā) 射極間的電壓升高，這樣，發(fā)射極（射極間的電壓升高，這樣，發(fā)射極（N N 型材料）便有大量電子經(jīng)基極流向集型材料）便有大量電子經(jīng)基極流向集 電極，形成光電三極管的輸出電流，電極，形成光電三極管的輸出電流， 從而使光電三極管具有電流增益作用。從而使光電三極管具有電流增益作用。 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽車與交通學(xué)院 傳感與測量技術(shù)傳感與測量技術(shù) 第第4 4章章 常用傳感器原理及應(yīng)用常用傳感器原理及應(yīng)用 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通學(xué)院汽