第7章 光電式傳感

1、12光電式傳感器光電式傳感器光電式傳感器是以光電式傳感器是以光電效應(yīng)光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，將光信號轉(zhuǎn)換成電信為基礎(chǔ)，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。光電式傳感器由于反應(yīng)速度快，能實現(xiàn)非接觸號的傳感器。光電式傳感器由于反應(yīng)速度快，能實現(xiàn)非接觸測量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半導(dǎo)體光敏測量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半導(dǎo)體光敏器件具有體積小、重量輕、功耗低、便于集成等優(yōu)點，因而器件具有體積小、重量輕、功耗低、便于集成等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于軍事、宇航、通信、檢測與工業(yè)自動控制等各個廣泛應(yīng)用于軍事、宇航、通信、檢測與工業(yè)自動控制等各個領(lǐng)域中。領(lǐng)域中。工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)實生活中光電傳感器的應(yīng)用工業(yè)

2、生產(chǎn)和現(xiàn)實生活中光電傳感器的應(yīng)用非常廣泛非常廣泛，現(xiàn)，現(xiàn)舉幾個常見的實例。舉幾個常見的實例。 3光電式傳感器光電式傳感器照相機自動測光工業(yè)測光亮度傳感器通過檢測周圍環(huán)境的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值相比較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光線，達到節(jié)約電能的目的。4光電式傳感器光電式傳感器光電鼠標就是利用光電鼠標就是利用LED與光敏晶體管組合來測量位移與光敏晶體管組合來測量位移5光電式傳感器光電式傳感器6光電式傳感器光電式傳感器一、一、 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 光照射在物體上可以看成是一連串的具有一定能量的光光照射在物體上可以看成是一連串的具有一定能量的光子轟擊這些物體的表面。所謂子轟擊這些物體的表面。所

3、謂光電效應(yīng)光電效應(yīng)是指物體吸收了光能是指物體吸收了光能后轉(zhuǎn)換為該物體中某些電子的能量而產(chǎn)生的電效應(yīng)。后轉(zhuǎn)換為該物體中某些電子的能量而產(chǎn)生的電效應(yīng)。 光電效應(yīng)一般分為光電效應(yīng)一般分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)效應(yīng)三類。后兩類又稱為三類。后兩類又稱為內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)，根據(jù)這些效應(yīng)可制成，根據(jù)這些效應(yīng)可制成不同的光電轉(zhuǎn)換器件不同的光電轉(zhuǎn)換器件(或稱光敏元件或稱光敏元件)。 77 光電式傳感器光電式傳感器87 光電式傳感器光電式傳感器外光電效應(yīng)外光電效應(yīng) 在光線照射下，電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為在光線照射下，電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電

4、效應(yīng)外光電效應(yīng)。其中，向外發(fā)射的電子稱為光電子，能產(chǎn)生光其中，向外發(fā)射的電子稱為光電子，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的物質(zhì)稱為光電材料。電效應(yīng)的物質(zhì)稱為光電材料。 根據(jù)愛因斯坦假設(shè)：一個電子只能接受一個光子的能量。因根據(jù)愛因斯坦假設(shè)：一個電子只能接受一個光子的能量。因此要使一個電子從物體表面逸出，必須使光子能量此要使一個電子從物體表面逸出，必須使光子能量E 大于該大于該物體的表面逸出功物體的表面逸出功A0。h h_普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) f_光的頻率光的頻率; ;hfE 每個光子具有的能量：每個光子具有的能量：光照射在物體上可以看成一連串具有一定能量的光子轟擊這光照射在物體上可以看成一連串具有一定能量的光子轟

5、擊這些物體。些物體。97 光電式傳感器光電式傳感器 1當(dāng)光子能量大于逸出功時，才會有光電子發(fā)射出來，才會產(chǎn)生外光電效當(dāng)光子能量大于逸出功時，才會有光電子發(fā)射出來，才會產(chǎn)生外光電效應(yīng)。應(yīng)。各種不同的材料具有不同的逸出功各種不同的材料具有不同的逸出功A0，因此對某特定材料而言，將有，因此對某特定材料而言，將有一個頻率限一個頻率限f0(或波長限或波長限0)，稱為，稱為“紅限紅限”。顯然，如果入射光的頻率低與顯然，如果入射光的頻率低與于紅限頻率，不論入射光的強度有多大，也不會使物質(zhì)發(fā)射光電子。當(dāng)入射于紅限頻率，不論入射光的強度有多大，也不會使物質(zhì)發(fā)射光電子。當(dāng)入射頻率高于頻率高于fo時，不管它多么微弱

6、也會使被照射的物體激發(fā)電子，光越強則激時，不管它多么微弱也會使被照射的物體激發(fā)電子，光越強則激發(fā)出的電子數(shù)目越多。發(fā)出的電子數(shù)目越多。 2當(dāng)入射光的頻譜成分不變時，光電流與入射光的強度成正比。當(dāng)入射光的頻譜成分不變時，光電流與入射光的強度成正比。 3由于電子逸出時具有一定的初動能可以形成光電流，為使光電流為零需由于電子逸出時具有一定的初動能可以形成光電流，為使光電流為零需加反向電壓才能使其截止。加反向電壓才能使其截止。也就是單個光子把全部能量傳給物體中的一個自由電子。使也就是單個光子把全部能量傳給物體中的一個自由電子。使自由電子的能量增加自由電子的能量增加hf。這些能量一部分用作電子逸出物體。

7、這些能量一部分用作電子逸出物體表面的逸出功表面的逸出功A0，另一部分變電子的初動能，另一部分變電子的初動能EK。即。即00221AhfEAmhfk基于外光電效應(yīng)的光電器件有基于外光電效應(yīng)的光電器件有光電管和光電倍增管光電管和光電倍增管 。 10光電效應(yīng)的規(guī)律是：光電效應(yīng)的規(guī)律是： 任何一種金屬都有一個任何一種金屬都有一個_頻率頻率, 入射光的頻率必須入射光的頻率必須_這個頻率這個頻率, 才能產(chǎn)生光電效應(yīng)才能產(chǎn)生光電效應(yīng); (2) 光電子的最大初動能與光電子的最大初動能與 無關(guān)無關(guān), 只隨著只隨著 的增大而增大的增大而增大; (3) 產(chǎn)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生光電效應(yīng)時, 光電流的強度與光電流的強度與

8、成正比成正比. 紅限紅限大于大于入射光的強度入射光的強度入射光頻率入射光頻率入射光的強度入射光的強度117 光電式傳感器光電式傳感器內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)在光線照射下，物體內(nèi)的電子不能逸出物體表面，而在光線照射下，物體內(nèi)的電子不能逸出物體表面，而使物體的電阻率發(fā)生變化的效應(yīng)稱為內(nèi)光電效應(yīng)。使物體的電阻率發(fā)生變化的效應(yīng)稱為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)分為：內(nèi)光電效應(yīng)分為：光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)E電子能量導(dǎo)帶價帶禁帶h光生電子-空穴對光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)：半導(dǎo)體材料受到光照時會產(chǎn)半導(dǎo)體材料受到光照時會產(chǎn)生電子生電子-空穴對，使其導(dǎo)電性空穴對，使其導(dǎo)電性能增強，光線愈強，阻值愈低，

9、能增強，光線愈強，阻值愈低，這種光照后電阻率發(fā)生變化的這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)?，F(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。基于基于這種效應(yīng)的光電器件有這種效應(yīng)的光電器件有光敏電光敏電阻和光敏二、三極管阻和光敏二、三極管 。 127 光電式傳感器光電式傳感器光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)： 半導(dǎo)體材料受到光照后，在半導(dǎo)體材料受到光照后，在PN結(jié)上產(chǎn)生一定方向電結(jié)上產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。 光生伏特效應(yīng)型器件是自發(fā)電式的，是有源器件。光生伏特效應(yīng)型器件是自發(fā)電式的，是有源器件。常用的光生伏特器件有常用的光生伏特器件有光電池光電池。13光電式傳感器光電式傳感

10、器|光電管與光電倍增管（外光電效應(yīng)）光電管與光電倍增管（外光電效應(yīng)）|光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管 （內(nèi)光電效應(yīng)）（內(nèi)光電效應(yīng)）|光電池光電池 （光生伏特效應(yīng)）（光生伏特效應(yīng)）二二.光電器件光電器件14光電式傳感器光電式傳感器光電器件參數(shù)光電器件參數(shù)光電流光電流：亮電流與暗電流之差稱為：亮電流與暗電流之差稱為光電流光電流暗電阻暗電阻：光電器件在無光照射時的電阻值稱為暗：光電器件在無光照射時的電阻值稱為暗電阻，此時流過的電流稱為電阻，此時流過的電流稱為暗電流暗電流亮電阻亮電阻：光電器件在光照射時的電阻值稱為亮電：光電器件在光照射時的電阻值稱為亮電阻，此時流過的

11、電流稱為阻，此時流過的電流稱為亮電流亮電流15光電式傳感器光電式傳感器1 光電管與光電倍增管（光電管與光電倍增管（外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)）光電陰極光電陰極光電陽極光電陽極光電管結(jié)構(gòu)光電管結(jié)構(gòu)入射光入射光光電管的陰極K受到適當(dāng)?shù)恼丈浜蟊惆l(fā)射光電子，這些光電子在電場作用下被具有一定電位的陽極吸引，在光電管內(nèi)形成空間電子流?；谕夤怆娦?yīng)的光電器件屬于光電發(fā)射型器件，有基于外光電效應(yīng)的光電器件屬于光電發(fā)射型器件，有光電管、光光電管、光電倍增管電倍增管等。光電管有等。光電管有真空光電管和充氣光電管真空光電管和充氣光電管。光光電電管管 16光電式傳感器光電式傳感器1 光電管與光電倍增管（光電管與光電倍增管

12、（外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)）外外接接電電路路ER光電管結(jié)構(gòu)光電管結(jié)構(gòu)基于外光電效應(yīng)的光電器件屬于光電發(fā)射型器件，有基于外光電效應(yīng)的光電器件屬于光電發(fā)射型器件，有光電管、光光電管、光電倍增管電倍增管等。光電管有等。光電管有真空光電管和充氣光電管真空光電管和充氣光電管。光光電電管管 光電管的陰極K受到適當(dāng)?shù)恼丈浜蟊惆l(fā)射光電子，這些光電子在電場作用下被具有一定電位的陽極吸引，在光電管內(nèi)形成空間電子流。電阻電阻R上產(chǎn)生的電壓降正比于上產(chǎn)生的電壓降正比于光電流，其值與照射在光電管光電流，其值與照射在光電管陰極上的光成函數(shù)關(guān)系。陰極上的光成函數(shù)關(guān)系。17光電式傳感器光電式傳感器 充充氣氣 光光電電管管 光電光

13、電管受管受光照光照發(fā)射發(fā)射電子電子 如果在玻璃管內(nèi)充入惰性氣體如果在玻璃管內(nèi)充入惰性氣體(如氬、氖等如氬、氖等)即構(gòu)成即構(gòu)成充氣光電管充氣光電管。由于光電子流對惰性氣體進行轟擊，使其電離，產(chǎn)生更多的自由電子，從由于光電子流對惰性氣體進行轟擊，使其電離，產(chǎn)生更多的自由電子，從而提高光電變換的靈敏度。而提高光電變換的靈敏度。(a) 充氣光電管結(jié)構(gòu)示意圖圖(b) 光電管電路1.1 光電管與光電倍增管光電管與光電倍增管光電管有光電管有真空光電管和充氣光電管真空光電管和充氣光電管18光電式傳感器光電式傳感器 紫外光電管外形紫外光電管外形 當(dāng)入射紫外線照射在當(dāng)入射紫外線照射在紫外管陰極板上時，紫外管陰極板

14、上時，電子克服金屬表面對電子克服金屬表面對它的束縛而逸出金屬它的束縛而逸出金屬表面，形成電子發(fā)射。表面，形成電子發(fā)射。紫外管多用于紫外線紫外管多用于紫外線測量、火焰監(jiān)測等。測量、火焰監(jiān)測等。 紫外線紫外線19光電式傳感器光電式傳感器光電倍增管光電倍增管 當(dāng)入射光很微弱時，光電管產(chǎn)生的光電流很小，不易檢測，這時常用當(dāng)入射光很微弱時，光電管產(chǎn)生的光電流很小，不易檢測，這時常用光電倍增管對光電流放大以提高靈敏度。如下圖所示。在光電管的陰極光電倍增管對光電流放大以提高靈敏度。如下圖所示。在光電管的陰極與陽極之間安裝若干個倍增極與陽極之間安裝若干個倍增極D1、D2、Dn，就構(gòu)成了光電倍增管。，就構(gòu)成了光

15、電倍增管。光電倍增管的工作原理建立在光電倍增管的工作原理建立在光電發(fā)射和二次發(fā)射的基礎(chǔ)光電發(fā)射和二次發(fā)射的基礎(chǔ)之上。工作時倍增極電位是之上。工作時倍增極電位是逐級增高的，當(dāng)入射光照射逐級增高的，當(dāng)入射光照射光電陰極光電陰極K時，立刻有電子時，立刻有電子逸出，逸出的電子受到第一逸出，逸出的電子受到第一倍增極倍增極D1正電位作用，使之正電位作用，使之加速打在加速打在D1倍增極上，產(chǎn)生倍增極上，產(chǎn)生二次電子發(fā)射。二次電子發(fā)射。20光電式傳感器光電式傳感器 同理同理D1發(fā)射的電子在發(fā)射的電子在D2更更高正電位作用下，再次被加速高正電位作用下，再次被加速打在打在D2極上，極上，D2又會產(chǎn)生二次又會產(chǎn)生二

16、次電子發(fā)射，這樣逐級前進，直電子發(fā)射，這樣逐級前進，直到電子被陽極到電子被陽極A收集為止。通常收集為止。通常光電倍增管的陽極與陰極間的光電倍增管的陽極與陰極間的電壓為電壓為1000 2500V，兩個相鄰，兩個相鄰倍增電極的電位差為倍增電極的電位差為50 100V，其靈敏度比普通真，其靈敏度比普通真空光電管高幾萬到幾百萬倍，空光電管高幾萬到幾百萬倍，因此在很微弱的光照下也能產(chǎn)因此在很微弱的光照下也能產(chǎn)生很大的光電流。生很大的光電流。1R2R3R4R5RLR1D2D3D4DOUTUKAI21光電式傳感器光電式傳感器u光電陰極靈敏度光電陰極靈敏度和和光電倍增管總靈敏度光電倍增管總靈敏度 一個光子在陰

17、極上能夠打出的平均電子數(shù)叫做光電倍一個光子在陰極上能夠打出的平均電子數(shù)叫做光電倍增管的增管的陰極靈敏度陰極靈敏度。而一個光子在陽極上產(chǎn)生的平均電子數(shù)叫做光電倍增而一個光子在陽極上產(chǎn)生的平均電子數(shù)叫做光電倍增管的管的總靈敏度總靈敏度。光電倍增管的最大靈敏度可達。光電倍增管的最大靈敏度可達10A/lm，極間電壓越高，靈敏度越高；但極間電壓也不能太高，極間電壓越高，靈敏度越高；但極間電壓也不能太高，太高反而會使陽極電流不穩(wěn)。太高反而會使陽極電流不穩(wěn)。光電陰極到光電陽極后大約放大光電陰極到光電陽極后大約放大105108倍倍(單光子測量單光子測量)由于光電倍增管的靈敏度很高，所以不能受強光照射，由于光電

18、倍增管的靈敏度很高，所以不能受強光照射，否則將會損壞。否則將會損壞。22光電式傳感器光電式傳感器(1)(1)光電管光電管（2 2）光電倍增管）光電倍增管23光電式傳感器光電式傳感器1.2 光電管的特性光電管的特性 1）光電特性）光電特性 通常指當(dāng)光電管的陽極和陰極之間所加電壓一定時，光通通常指當(dāng)光電管的陽極和陰極之間所加電壓一定時，光通量量與光電流與光電流I之間的關(guān)系為光電管的光照特性。其特性曲線之間的關(guān)系為光電管的光照特性。其特性曲線如圖所示。如圖所示。光電流光電流I與光通量成線性關(guān)系。光照特性曲線的斜率（光電流與光通量成線性關(guān)系。光照特性曲線的斜率（光電流與入射光光通量之間比）稱為光電管的

19、靈敏度。與入射光光通量之間比）稱為光電管的靈敏度。 24光電式傳感器光電式傳感器2）光電管的伏安特性）光電管的伏安特性 在一定的光照射下，對光電器件的陰極所加電壓與陽極所產(chǎn)在一定的光照射下，對光電器件的陰極所加電壓與陽極所產(chǎn)生的電流之間的關(guān)系稱為光電管的伏安特性。光電管的伏安特性生的電流之間的關(guān)系稱為光電管的伏安特性。光電管的伏安特性如圖所示。它是應(yīng)用光電傳感器參數(shù)的主要依據(jù)。如圖所示。它是應(yīng)用光電傳感器參數(shù)的主要依據(jù)。 圖圖3a 真空光電管的伏安特性真空光電管的伏安特性 圖圖3b 充氣光電管的伏安特性充氣光電管的伏安特性 25光電式傳感器光電式傳感器3）光電管光譜特性）光電管光譜特性 由于光

20、陰極對光譜有選擇性，因此光電管對光譜也有選擇由于光陰極對光譜有選擇性，因此光電管對光譜也有選擇性。保持光通量和陰極電壓不變，陽極電流與光波長之間的關(guān)性。保持光通量和陰極電壓不變，陽極電流與光波長之間的關(guān)系叫光電管的光譜特性。系叫光電管的光譜特性。 一般對于光電陰極材料不同的光電管，它們有不同的極限一般對于光電陰極材料不同的光電管，它們有不同的極限頻率，因此它們可用于不同的光譜范圍。除此之外，即使照射頻率，因此它們可用于不同的光譜范圍。除此之外，即使照射在陰極上的入射光的頻率高于極限頻，并且強度相同，隨著入在陰極上的入射光的頻率高于極限頻，并且強度相同，隨著入射光頻率的不同，陰極發(fā)射的光電子的數(shù)

21、量還會不同，即射光頻率的不同，陰極發(fā)射的光電子的數(shù)量還會不同，即同一同一光電管對于不同頻率的光的靈敏度不同光電管對于不同頻率的光的靈敏度不同，這就是光電管的光譜，這就是光電管的光譜特性。所以，對各種不同波長區(qū)域的光，應(yīng)選用不同材料的光特性。所以，對各種不同波長區(qū)域的光，應(yīng)選用不同材料的光電陰極。電陰極。 26光電式傳感器光電式傳感器27光電式傳感器光電式傳感器2 2、光敏電阻、光敏電阻光敏電阻是一種用光導(dǎo)材料制成的沒光敏電阻是一種用光導(dǎo)材料制成的沒有極性的光電元件，也稱光導(dǎo)管有極性的光電元件，也稱光導(dǎo)管。純粹是一個電阻器件。無光照時，光純粹是一個電阻器件。無光照時，光敏電阻值（暗電阻）很大，電

22、路中電敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時，它的阻值一定波長范圍的光照時，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，亮電阻越小越好， 此時光敏電阻的靈此時光敏電阻的靈敏度高。敏度高。根據(jù)電流值的變化，即可推根據(jù)電流值的變化，即可推算出照射光強的大小。算出照射光強的大小。28當(dāng)光敏電阻受到光照時，若當(dāng)光敏電阻受到光照時，若光子能量光子能量hf 大于該半導(dǎo)體材料大于該半導(dǎo)體材料的禁帶寬帶，則價帶中的電子的禁帶寬

23、帶，則價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子電子-空穴對的出現(xiàn)使電阻率空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照越強，光生電子變小。光照越強，光生電子-空空穴對就越多，阻值就愈低。入穴對就越多，阻值就愈低。入射光消失，電子射光消失，電子-空穴對逐漸空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值。復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值。29在半導(dǎo)體光導(dǎo)材料兩端裝上在半導(dǎo)體光導(dǎo)材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻。如圖電阻。如圖a所示。所示。為了增加靈敏度，兩電極為了增加靈敏

24、度，兩電極常做成柵狀，如圖常做成柵狀，如圖b所示。所示。圖形符號如圖圖形符號如圖c所示。所示。307 光電式傳感器光電式傳感器317 光電式傳感器光電式傳感器如果把光敏電阻連接如果把光敏電阻連接到外電路中，在外加到外電路中，在外加電壓的作用下，用光電壓的作用下，用光照射就能改變電路中照射就能改變電路中電流的大?。弘娏鞯拇笮。?27 光電式傳感器光電式傳感器 當(dāng)光敏電阻受當(dāng)光敏電阻受到光照時，光生到光照時，光生電子電子空穴對增空穴對增加，阻值減小，加，阻值減小，電流增大。電流增大。暗電流（越小越好）暗電流（越小越好）v光敏電阻光照特性光敏電阻光照特性 無光照時，內(nèi)部電子被原子束縛，具有很高的電阻

25、值；無光照時，內(nèi)部電子被原子束縛，具有很高的電阻值； 有光照時，電阻值隨光強增加而降低；有光照時，電阻值隨光強增加而降低； 光照停止時，自由電子與空穴復(fù)合，電阻恢復(fù)原值。光照停止時，自由電子與空穴復(fù)合，電阻恢復(fù)原值。v光敏電阻主要參數(shù)光敏電阻主要參數(shù) 暗電阻暗電阻無光照時的電阻；無光照時的電阻； 暗電流暗電流無光照時的電流；無光照時的電流； 亮電阻、亮電流亮電阻、亮電流受光照時的阻值、電流；受光照時的阻值、電流； 光電流光電流亮電流與暗電流之差稱光電流亮電流與暗電流之差稱光電流 。7 光電式傳感器光電式傳感器v 伏安特性伏安特性 給定偏壓給定偏壓 光照越大光電流越大；光照越大光電流越大； 給定

26、光照度給定光照度 電壓越大光電流越大；電壓越大光電流越大； 光敏電阻的伏安特性光敏電阻的伏安特性 曲線不彎曲、無飽和，曲線不彎曲、無飽和， 但受最大功耗限制。但受最大功耗限制。 光敏電阻伏安特性光敏電阻伏安特性7 光電式傳感器光電式傳感器v 光譜特性光譜特性 光敏電阻靈敏度與入射波長有關(guān)光敏電阻靈敏度與入射波長有關(guān); ;半導(dǎo)體光電元件對不同波長的光，其靈敏度是不同的，因半導(dǎo)體光電元件對不同波長的光，其靈敏度是不同的，因為只有能量大于半導(dǎo)體材料禁帶寬度的那些光子才能激發(fā)為只有能量大于半導(dǎo)體材料禁帶寬度的那些光子才能激發(fā)出光生電子出光生電子- -空穴對。而光子能量的大小與光的波長有關(guān)?？昭▽?。而光

27、子能量的大小與光的波長有關(guān)。 7 光電式傳感器光電式傳感器36光電式傳感器光電式傳感器3 3、光敏二極管和光敏三極管、光敏二極管和光敏三極管 光敏晶體管通常指光敏二極管和光敏三極管，光敏晶體管通常指光敏二極管和光敏三極管，它們的工作原理也是基于內(nèi)光電效應(yīng)，和光敏電阻它們的工作原理也是基于內(nèi)光電效應(yīng)，和光敏電阻的差別僅在于光線照射在的差別僅在于光線照射在半導(dǎo)體半導(dǎo)體PN結(jié)上，結(jié)上，PN結(jié)參結(jié)參與了光電轉(zhuǎn)換過程。將光敏二極管的與了光電轉(zhuǎn)換過程。將光敏二極管的PN 結(jié)設(shè)置在結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部的正下方，可以直接受到光照射。光透明管殼頂部的正下方，可以直接受到光照射。光照射到光敏二極管的照射到光敏二極

28、管的PN結(jié)時，電子結(jié)時，電子-空穴對數(shù)量增空穴對數(shù)量增加，光電流與光照成正比。加，光電流與光照成正比。 37光電式傳感器光電式傳感器 光敏二極管光敏二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管相似，只是它的相似，只是它的PNPN結(jié)裝在管殼頂部，結(jié)裝在管殼頂部，光線通過透鏡制成的窗口，可以集中光線通過透鏡制成的窗口，可以集中照射在照射在PNPN結(jié)上，光敏二極管在電路中結(jié)上，光敏二極管在電路中通常處于通常處于反向偏置狀態(tài)反向偏置狀態(tài)。處于反向偏。處于反向偏置的置的PNPN結(jié)，在無光照時具有高阻特性，結(jié)，在無光照時具有高阻特性，反向暗電流很小。當(dāng)光照時，結(jié)區(qū)產(chǎn)反向暗電流很小。當(dāng)光照時，結(jié)區(qū)產(chǎn)生電子空穴

29、對，在結(jié)電場作用下，生電子空穴對，在結(jié)電場作用下，電子向電子向N N區(qū)運動，空穴向區(qū)運動，空穴向P P區(qū)運動，形區(qū)運動，形成光電流，方向與反向電流一致。光成光電流，方向與反向電流一致。光的照度愈大，光電流愈大。由于無光的照度愈大，光電流愈大。由于無光照時的反偏電流很小，一般為納安數(shù)照時的反偏電流很小，一般為納安數(shù)量級，因此量級，因此光照時的反向電流基本上光照時的反向電流基本上與光強成正比與光強成正比。光敏二極管光敏二極管387 光電式傳感器光電式傳感器 光敏二極管光敏二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管相似，只是它的相似，只是它的PNPN結(jié)裝在管殼頂部，結(jié)裝在管殼頂部，光線通過透鏡制成的

30、窗口，可以集中光線通過透鏡制成的窗口，可以集中照射在照射在PNPN結(jié)上，光敏二極管在電路中結(jié)上，光敏二極管在電路中通常處于反向偏置狀態(tài)。處于反向偏通常處于反向偏置狀態(tài)。處于反向偏置的置的PNPN結(jié)，在無光照時具有高阻特性，結(jié)，在無光照時具有高阻特性，反向暗電流很小。當(dāng)光照時，結(jié)區(qū)產(chǎn)反向暗電流很小。當(dāng)光照時，結(jié)區(qū)產(chǎn)生電子空穴對，在結(jié)電場作用下，生電子空穴對，在結(jié)電場作用下，電子向電子向N N區(qū)運動，空穴向區(qū)運動，空穴向P P區(qū)運動，形區(qū)運動，形成光電流，方向與反向電流一致。光成光電流，方向與反向電流一致。光的照度愈大，光電流愈大。由于無光的照度愈大，光電流愈大。由于無光照時的反偏電流很小，一般為

31、納安數(shù)照時的反偏電流很小，一般為納安數(shù)量級，因此量級，因此光照時的反向電流基本上光照時的反向電流基本上與光強成正比與光強成正比。光敏二極管光敏二極管PN光照內(nèi)E39光電式傳感器光電式傳感器40光電式傳感器光電式傳感器 光敏三極管光敏三極管有兩個有兩個PNPN結(jié)，因而結(jié)，因而可以獲得電流增益，它比光敏二可以獲得電流增益，它比光敏二極管具有更高的靈敏度。其結(jié)構(gòu)極管具有更高的靈敏度。其結(jié)構(gòu)如圖所示。如圖所示。光敏三極管光敏三極管當(dāng)光敏三極管按圖當(dāng)光敏三極管按圖b)b)所示的電路所示的電路連接時，它的集電結(jié)反向偏置，連接時，它的集電結(jié)反向偏置，發(fā)射結(jié)正向偏置。無光照時僅有發(fā)射結(jié)正向偏置。無光照時僅有很

32、小的穿透電流流過。很小的穿透電流流過。417 光電式傳感器光電式傳感器 多數(shù)光敏三極管的基極多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只有正負（沒有引出線，只有正負（c c、e e）兩個引腳，所以其外形與）兩個引腳，所以其外形與光敏二極管相似，從外觀上光敏二極管相似，從外觀上很難區(qū)別。很難區(qū)別。當(dāng)光線通過透明窗口照射集電結(jié)時，當(dāng)光線通過透明窗口照射集電結(jié)時，和光敏二極管的情況相似，將使流過和光敏二極管的情況相似，將使流過集電結(jié)的反向電流增大，這就造成基集電結(jié)的反向電流增大，這就造成基區(qū)中正電荷的空穴的積累，發(fā)射區(qū)中區(qū)中正電荷的空穴的積累，發(fā)射區(qū)中的多數(shù)載流子的多數(shù)載流子(電子電子)將大量注人基區(qū)，將大量

33、注人基區(qū)，由于基區(qū)很薄，只有一小部分從發(fā)射由于基區(qū)很薄，只有一小部分從發(fā)射區(qū)注入的電子與基區(qū)的空穴復(fù)合，而區(qū)注入的電子與基區(qū)的空穴復(fù)合，而大部分電子將穿過基區(qū)流向與電源正大部分電子將穿過基區(qū)流向與電源正極相接的集電極，形成集電極電流極相接的集電極，形成集電極電流IC。這個過程與普通三極管的電流放大作這個過程與普通三極管的電流放大作用相似，它使集電極電流用相似，它使集電極電流IC是原始光是原始光電流的電流的(l+)倍。這樣集電極電流倍。這樣集電極電流IC將將隨入射光照度的改變而更加明顯地變隨入射光照度的改變而更加明顯地變化。化。42光電式傳感器光電式傳感器光敏三極管外形光敏三極管外形 43光電式

34、傳感器光電式傳感器44光敏二極管和光敏三極管的主要區(qū)別：光敏二極管和光敏三極管的主要區(qū)別：名稱名稱光敏二極管光敏二極管光敏三極管光敏三極管光電流光電流幾微安幾微安幾百微安幾百微安幾百微安幾百微安幾毫安以上幾毫安以上暗電流暗電流基本相同基本相同響應(yīng)時間響應(yīng)時間100ns以下以下510微秒微秒輸出特性輸出特性線性好線性好線性較差線性較差帶寬帶寬寬寬窄窄45路燈自動控制器原理圖路燈自動控制器原理圖KV1V2VDVR1R2+12VK1HL220VK1繼電器線圈繼電器線圈K的常閉觸點即：的常閉觸點即：K不帶電時不帶電時K1閉合閉合繼電器繼電器線圈線圈夜晚來臨時，光線變暗，夜晚來臨時，光線變暗，VD截止，

35、截止，V1飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，V2截止，截止， K 失電，失電，K1閉閉合，合，HL點亮。點亮。天亮后，光線亮度達到預(yù)天亮后，光線亮度達到預(yù)定值時，定值時，VD導(dǎo)通，導(dǎo)通，V1截止，截止，V2飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通， K 通電，通電，K1斷開，斷開，HL熄滅。熄滅。46V1V2R1R2VccR3R4R5R6R7R8V3V4Uo光敏三極管的通斷控制光敏三極管的通斷控制Uo輸出脈輸出脈沖，將輸出脈沖送到計數(shù)器。沖，將輸出脈沖送到計數(shù)器。光敏三極管計數(shù)控制原理圖光敏三極管計數(shù)控制原理圖可以實現(xiàn)哪些量的測量？可以實現(xiàn)哪些量的測量？Uot47有光照射時，有光照射時，V1導(dǎo)通，導(dǎo)通，Ub2Ue2推出推出V2導(dǎo)

36、導(dǎo)通，通，Ub3Ue3，V3導(dǎo)通：導(dǎo)通：Ub3=Ue3+0.7=Ue4+0.7推出推出Ue4=Ub3-0.7Ub4=（Uc3/（R6+R7）*R7合理選擇電阻可實現(xiàn)合理選擇電阻可實現(xiàn)Ub4Ue4，V4截止，截止，U0輸出為高電平。輸出為高電平。48光電式傳感器光電式傳感器光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的。光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的。由于它可以像由于它可以像電池那樣為外電路提供能量，因此常稱為電池那樣為外電路提供能量，因此常稱為光電池光電池。因此光生伏特型光電器件是自發(fā)電式的，屬有源器因此光生伏特型光電器件是自發(fā)電式的，屬有源器件。以可見光作光源的件。以可見光作光源的光電池光電池是常用的光生伏

37、特型是常用的光生伏特型器件，硒和硅是光電池常用的材料，也可以使用鍺。器件，硒和硅是光電池常用的材料，也可以使用鍺。 PN結(jié)光生伏特效應(yīng)原理圖結(jié)光生伏特效應(yīng)原理圖 4 光電池光電池49光電式傳感器光電式傳感器 也稱硅太陽能電池，它是也稱硅太陽能電池，它是用單晶硅制成，在一塊用單晶硅制成，在一塊N型硅型硅片上用擴散的方法摻入一些片上用擴散的方法摻入一些P型雜質(zhì)而形成一個大面積的型雜質(zhì)而形成一個大面積的P-N結(jié)，結(jié)，P層做得很薄層做得很薄,從而使從而使光線能穿透到光線能穿透到P-N結(jié)上。硅太結(jié)上。硅太陽能電池具有輕便、簡單，陽能電池具有輕便、簡單，不會產(chǎn)生氣體或熱污染，易不會產(chǎn)生氣體或熱污染，易于適

38、應(yīng)環(huán)境。因此凡是不能于適應(yīng)環(huán)境。因此凡是不能鋪設(shè)電纜的地方都可采用太鋪設(shè)電纜的地方都可采用太陽能電池，尤其適用于為宇陽能電池，尤其適用于為宇宙飛行器的各種儀表提供電宙飛行器的各種儀表提供電源。源。 硅光電池硅光電池50光電式傳感器光電式傳感器光電池光電池外形外形光敏面光敏面51光電式傳感器光電式傳感器能提供較大電流的大面積光電池外形能提供較大電流的大面積光電池外形52光電式傳感器光電式傳感器光電池在動力方面的應(yīng)用光電池在動力方面的應(yīng)用太陽能賽車太陽能賽車太陽能電動機模型太陽能電動機模型太陽能硅光電池板太陽能硅光電池板53光電式傳感器光電式傳感器光電池在動力方面的應(yīng)用（續(xù)）光電池在動力方面的應(yīng)用

39、（續(xù)）太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電54光電式傳感器光電式傳感器光電池在動力方面的應(yīng)用（續(xù)）光電池在動力方面的應(yīng)用（續(xù)）光電池在人造衛(wèi)星上的應(yīng)用光電池在人造衛(wèi)星上的應(yīng)用55光電式傳感器光電式傳感器太陽能廣告屏太陽能廣告屏/太陽能廣告牌太陽能廣告牌/太陽能廣告燈箱太陽能廣告燈箱 56光電式傳感器光電式傳感器 主要用于道路十字路口、道路變窄、路面障礙、事故易主要用于道路十字路口、道路變窄、路面障礙、事故易發(fā)路口等危險路段，通過發(fā)路口等危險路段，通過LED的閃爍發(fā)光，提醒司機行車的閃爍發(fā)光，提醒司機行車注意，控制車速行駛。注意，控制車速行駛。 工作原理是利用太陽能電池白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲工作原理是利用太陽

40、能電池白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在可充電電池中，發(fā)光時存在可充電電池中，發(fā)光時LED將電能轉(zhuǎn)化為光能，實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)化為光能，實現(xiàn)太陽能黃閃燈的閃爍發(fā)光，從而起到引導(dǎo)交通的作用。太陽能黃閃燈的閃爍發(fā)光，從而起到引導(dǎo)交通的作用。 57光電式傳感器光電式傳感器3光電式傳感器的測量電路光電式傳感器的測量電路3 .1光電式傳感器的常用光源光電式傳感器的常用光源 光源是許多光電傳感器的重要組成部分，要使光電傳感器很好地光源是許多光電傳感器的重要組成部分，要使光電傳感器很好地工作，除了合理選用光電元件外，還必須配備合適的光源。工作，除了合理選用光電元件外，還必須配備合適的光源。u發(fā)光二極管發(fā)光二極管 發(fā)光二

41、極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有體積小、功發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有體積小、功耗低、壽命長、響應(yīng)快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。因此，耗低、壽命長、響應(yīng)快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。因此，廣泛地用于計算機、儀器儀表和自動控制設(shè)備中。廣泛地用于計算機、儀器儀表和自動控制設(shè)備中。u鎢絲燈泡鎢絲燈泡 這是一種最常用的光源，它具有豐富的紅外線。如果選用的光電元件對這是一種最常用的光源，它具有豐富的紅外線。如果選用的光電元件對紅外光敏感，構(gòu)成傳感器時可加濾色片將鎢絲燈泡的可見光濾除，而僅用它紅外光敏感，構(gòu)成傳感器時可加濾色片將鎢絲燈泡的可

42、見光濾除，而僅用它的紅外線做光源，這樣，可有效防止其他光線的干擾。的紅外線做光源，這樣，可有效防止其他光線的干擾。u激光激光 激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性激光與普通光線相比具有能量高度集中，方向性好，頻率單純、相干性好等優(yōu)點，是很理想的光源。好等優(yōu)點，是很理想的光源。58光電式傳感器光電式傳感器 如圖是兩個光電管的差接電路，如圖是兩個光電管的差接電路，V1、V2為放大管。在為放大管。在直接變換工作狀態(tài)時示值可在指示儀表直接變換工作狀態(tài)時示值可在指示儀表P上讀得。在平衡工上讀得。在平衡工作狀態(tài)時，指示儀表處在零位。這種電路解決了光電管供作狀態(tài)時，指示儀表處在零位

43、。這種電路解決了光電管供電電壓的變化及光電管的特性隨時間變化等影響所帶來的電電壓的變化及光電管的特性隨時間變化等影響所帶來的測量誤差。測量誤差。3.2測量電路測量電路59光電式傳感器光電式傳感器 如圖為光電倍增管的測量如圖為光電倍增管的測量電路，各倍增極的電壓由分壓電路，各倍增極的電壓由分壓電阻鏈電阻鏈R1、R2、Rn獲得獲得的，流經(jīng)負載電阻從放大電流的，流經(jīng)負載電阻從放大電流便構(gòu)成所需的輸出電壓。便構(gòu)成所需的輸出電壓。圖圖7-15 光電倍增管的測量電路光電倍增管的測量電路60光電式傳感器光電式傳感器 光敏電阻的測量電路，晶體管光敏電阻的測量電路，晶體管VT1、VT2構(gòu)成施密特觸發(fā)電路。當(dāng)減構(gòu)

44、成施密特觸發(fā)電路。當(dāng)減少入射到光敏電阻上的光通量時，少入射到光敏電阻上的光通量時，VT1的基極電壓上升，直到管子導(dǎo)電為的基極電壓上升，直到管子導(dǎo)電為止，然后止，然后VT2由于反饋而變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，因此其集電極電壓上升，直至達由于反饋而變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，因此其集電極電壓上升，直至達到到12.7V左右為止。在左右為止。在12V時，穩(wěn)壓二極管時，穩(wěn)壓二極管VDW1便導(dǎo)電，通過便導(dǎo)電，通過VDW1的電流的電流使得使得VT3導(dǎo)通，于是繼電器被接通。二極管導(dǎo)通，于是繼電器被接通。二極管VDW2阻尼繼電器線圈振蕩，因阻尼繼電器線圈振蕩，因而對而對VT3起保護作用。起保護作用。50K的電位器可對靈敏度進行調(diào)整。的電

45、位器可對靈敏度進行調(diào)整。圖圖7-16 光敏電阻開關(guān)電路光敏電阻開關(guān)電路61光電式傳感器光電式傳感器n光敏晶體管的測量電路光敏晶體管的測量電路n光電池的測量電路光電池的測量電路同學(xué)們自己分析圖7-17和圖7-19的電路62光電式傳感器光電式傳感器4 4 光電傳感器及其應(yīng)用光電傳感器及其應(yīng)用工作原理：首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的工作原理：首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號。變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號。分類：按其接收狀態(tài)可分為分類：按其接收狀態(tài)可分為模擬式模擬式光電傳感器和光電傳感器和脈沖式脈沖式光電傳感器光電傳感器。 637 光電式傳感器光電式傳

46、感器1 1. . 模擬式光電傳感器模擬式光電傳感器模擬式光電傳感器的工作原理是基于光電元件的光電特性模擬式光電傳感器的工作原理是基于光電元件的光電特性, ,其光通量是隨其光通量是隨被測量而變被測量而變, ,光電流就成為被測量的函數(shù)光電流就成為被測量的函數(shù), ,故又稱為光電傳感器的函數(shù)運用故又稱為光電傳感器的函數(shù)運用狀態(tài)光電傳感器。這一類光電傳感器有如下幾種工作方式。狀態(tài)光電傳感器。這一類光電傳感器有如下幾種工作方式。被測物體位于恒定光源與光電元件之被測物體位于恒定光源與光電元件之間間,根據(jù)被測物對光的吸收程度或?qū)ζ涓鶕?jù)被測物對光的吸收程度或?qū)ζ渥V線的選擇來測定被測參數(shù)。如測量譜線的選擇來測定被

47、測參數(shù)。如測量液體、氣體的液體、氣體的透明度、混濁度透明度、混濁度,對氣體對氣體進行進行成分分析成分分析,測定液體中某種物質(zhì)的測定液體中某種物質(zhì)的含量含量等等。恒定光源發(fā)出的光投射到被測物體上恒定光源發(fā)出的光投射到被測物體上,被測物體把部分光通量反射到光電元被測物體把部分光通量反射到光電元件上件上,根據(jù)反射的光通量多少測定被測根據(jù)反射的光通量多少測定被測物表面狀態(tài)和性質(zhì)。例如測量零件的物表面狀態(tài)和性質(zhì)。例如測量零件的表面表面粗糙度、表面缺陷、表面位移粗糙度、表面缺陷、表面位移等等。647 光電式傳感器光電式傳感器被測物體位于恒定光源與光電元件之被測物體位于恒定光源與光電元件之間間,光源發(fā)出的光

48、通量經(jīng)被測物遮去光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物遮去其一部分其一部分,使作用在光電元件上的光使作用在光電元件上的光通量減弱通量減弱,減弱的程度與被測物在光減弱的程度與被測物在光學(xué)通路中的位置有關(guān)。利用這一原理學(xué)通路中的位置有關(guān)。利用這一原理可以測量可以測量長度、厚度、線位移、角位長度、厚度、線位移、角位移、振動移、振動等。等。被測物體本身就是輻射源，它可以被測物體本身就是輻射源，它可以直接照射在光電元件上，也可以經(jīng)直接照射在光電元件上，也可以經(jīng)過一定的光路后作用在光電元件上。過一定的光路后作用在光電元件上。光電高溫計、比色高溫計、紅外偵光電高溫計、比色高溫計、紅外偵察和紅外遙感等均屬于這一類。這察和紅

49、外遙感等均屬于這一類。這種方式也可以用于種方式也可以用于防火報警防火報警和構(gòu)成和構(gòu)成光照度計光照度計等。等。657 光電式傳感器光電式傳感器 光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為輻射式輻射式( (直射式直射式) )、吸收、吸收式、遮光式、反射式式、遮光式、反射式四種基本形式。四種基本形式。 667 光電式傳感器光電式傳感器遮光式67遮光式68遮光式69遮光式707 光電式傳感器光電式傳感器反反射射式式71反反射射式式722. 脈沖式光電傳感器脈沖式光電傳感器(開關(guān)式）開關(guān)式） 脈沖式光電傳感器的作用方式是光電元件的輸出僅有脈沖式光電傳感器的作用方式是光電元件的輸出僅

50、有兩種穩(wěn)定狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài),也就是也就是“通通”、“斷斷”的開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài),所以也所以也稱為光電元件的開關(guān)運用狀態(tài)。這類傳感器要求光電元稱為光電元件的開關(guān)運用狀態(tài)。這類傳感器要求光電元件靈敏度高，而對光電特性的線性要求不高。主要用于件靈敏度高，而對光電特性的線性要求不高。主要用于零件或產(chǎn)品的自動計數(shù)、光控開關(guān)、電子計算機的光電零件或產(chǎn)品的自動計數(shù)、光控開關(guān)、電子計算機的光電輸入設(shè)備、光電編碼器及光電報警裝置等方面。輸入設(shè)備、光電編碼器及光電報警裝置等方面。737 光電式傳感器光電式傳感器透射式光電開關(guān)示意圖透射式光電開關(guān)示意圖747 光電式傳感器光電式傳感器透射式光電開關(guān)原理透射式光電開關(guān)

51、原理ObjectReceiver 透射式光電開關(guān)由相互分離且相對安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測物體位于發(fā)射器和接受器之間時，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號。被檢測物體光發(fā)射器光接收器757 光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)在光電開關(guān)在 流水線上的應(yīng)用流水線上的應(yīng)用送料器定區(qū)域式光電開關(guān)定區(qū)域式光電開關(guān)咖啡罐咖啡罐流水線運行方向流水線運行方向罐裝高度檢測罐裝高度檢測儲料倉儲料倉落料口落料口透射式光電開關(guān)（計數(shù)）透射式光電開關(guān)（計數(shù)）767 光電式傳感器光電式傳感器光幕光幕接收器接收器兩個柱形結(jié)構(gòu)兩個柱形結(jié)構(gòu)相對而立，每相對而立，每隔數(shù)十毫米安隔數(shù)十毫米安裝一對發(fā)光二裝一對

52、發(fā)光二極管和光敏接極管和光敏接收管，形成光收管，形成光幕，當(dāng)有物體幕，當(dāng)有物體遮擋住光線時，遮擋住光線時，傳感器發(fā)出報傳感器發(fā)出報警信號。警信號。777 光電式傳感器光電式傳感器光幕應(yīng)用光幕應(yīng)用光線被遮斷（報警）光線被遮斷（報警） 當(dāng)有物體遮擋住光當(dāng)有物體遮擋住光線時，傳感器發(fā)出線時，傳感器發(fā)出報警信號，起保護、報警信號，起保護、預(yù)警等作用。預(yù)警等作用。787 光電式傳感器光電式傳感器 光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）產(chǎn)品高度測量產(chǎn)品高度測量797 光電式傳感器光電式傳感器三維尺寸檢測三維尺寸檢測寬度測量寬度測量長度測量長度測量高度測量高度測量 光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）807 光電式傳感器光電

53、式傳感器 光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）木材外形截面積檢測木材外形截面積檢測817 光電式傳感器光電式傳感器光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）糾偏糾偏光幕可檢測出帶光幕可檢測出帶材在卷曲過程中材在卷曲過程中的偏移，經(jīng)控制的偏移，經(jīng)控制器和執(zhí)行機構(gòu)使器和執(zhí)行機構(gòu)使帶材向正確的方帶材向正確的方向運動（糾偏）。向運動（糾偏）。827 光電式傳感器光電式傳感器光幕用于自動收費系統(tǒng)光幕用于自動收費系統(tǒng)的車輛檢測的車輛檢測紅外線車輛分離器紅外線車輛分離器:專為公路自動收費系專為公路自動收費系統(tǒng)的車輛分離檢測和統(tǒng)的車輛分離檢測和分類檢測而設(shè)計分類檢測而設(shè)計 ；用于判斷車輛的結(jié)束用于判斷車輛的結(jié)束從而計算整車重量；從

54、而計算整車重量；完全消除跟車現(xiàn)象，完全消除跟車現(xiàn)象，將半掛車、全掛車、將半掛車、全掛車、單車可靠分離，保證單車可靠分離，保證檢測數(shù)據(jù)與車輛的一檢測數(shù)據(jù)與車輛的一一對應(yīng)關(guān)系。一對應(yīng)關(guān)系。光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）837 光電式傳感器光電式傳感器光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）鍛壓機床的鍛壓機床的安全區(qū)域安全區(qū)域設(shè)置設(shè)置 及入侵報警及入侵報警847 光電式傳感器光電式傳感器光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕應(yīng)用（續(xù)）安全區(qū)示警安全區(qū)示警857 光電式傳感器光電式傳感器反射型光電開關(guān)反射型光電開關(guān) 反射型光電開關(guān)分為兩種情況：反射鏡反射型及被反射型光電開關(guān)分為兩種情況：反射鏡反射型及被測物漫反射型（簡稱散射型）。測物

55、漫反射型（簡稱散射型）。 反射鏡反射型光電開關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，反射鏡反射型光電開關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使用三角棱鏡，它對安裝角度的變化不太敏感，有的通常使用三角棱鏡，它對安裝角度的變化不太敏感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動方向嚴格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。方向嚴格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。 867 光電式傳感器光電式傳感器定區(qū)域反射式光電開關(guān)原理定區(qū)域反射式光電開關(guān)原理 定區(qū)域

56、式光電開關(guān)定區(qū)域式光電開關(guān)有一個非常確定的檢測有一個非常確定的檢測區(qū)域，不經(jīng)過該區(qū)域的區(qū)域，不經(jīng)過該區(qū)域的被測物體不會引起光電被測物體不會引起光電開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)信號。開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)信號。檢測距離檢測距離877 光電式傳感器光電式傳感器反射型光電開關(guān)及反射鏡外形反射型光電開關(guān)及反射鏡外形 三角反射鏡三角反射鏡集發(fā)射、接收器于一身集發(fā)射、接收器于一身887 光電式傳感器光電式傳感器反射鏡反射型光電開關(guān)工作原理反射鏡反射型光電開關(guān)工作原理 反射鏡反射型光電開關(guān)集光反射鏡反射型光電開關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體，與反發(fā)射器和光接受器于一體，與反射鏡相對安裝配合使用。反射鏡射鏡相對安裝配合使用。反射鏡使用偏

57、光三角棱鏡，能將發(fā)射器使用偏光三角棱鏡，能將發(fā)射器發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，只能接受反射鏡反射回來的偏振只能接受反射鏡反射回來的偏振光。光。反射板反射鏡反射鏡被測物體偏振光偏振光發(fā)射光發(fā)射光897 光電式傳感器光電式傳感器被測物漫反射型光電開關(guān)原理被測物漫反射型光電開關(guān)原理 漫反射型光電開關(guān)集漫反射型光電開關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一光發(fā)射器和光接受器于一體。當(dāng)被測物體經(jīng)過該光體。當(dāng)被測物體經(jīng)過該光電開關(guān)時，發(fā)射器發(fā)出的電開關(guān)時，發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)被測物體表面反射光線經(jīng)被測物體表面反射由接受器接受，于是

58、產(chǎn)生由接受器接受，于是產(chǎn)生開關(guān)信號。開關(guān)信號。漫反射光線反射光線光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線額定距離額定距離被檢測物體907 光電式傳感器光電式傳感器漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用917 光電式傳感器光電式傳感器反射型光電開關(guān)外形反射型光電開關(guān)外形電源指示電源指示信號指示信號指示927 光電式傳感器光電式傳感器反射型光電開關(guān)外形（續(xù)）反射型光電開關(guān)外形（續(xù)）靈敏度調(diào)節(jié)電位器靈敏度調(diào)節(jié)電位器937 光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)應(yīng)用光電開關(guān)應(yīng)用透明度測量、控制透明度測量、控制質(zhì)量檢測質(zhì)量檢測947 光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）加工控制加工控制957

59、光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）機械手定位機械手定位967 光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）商標方向檢測商標方向檢測97 光電式傳感器光電式傳感器光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作光控制光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作光控制和光探測裝置?？稍谧钥叵到y(tǒng)中用作物體檢測、產(chǎn)品計數(shù)、料位檢測、和光探測裝置?？稍谧钥叵到y(tǒng)中用作物體檢測、產(chǎn)品計數(shù)、料位檢測、尺寸控制、安全報警及計算機輸入接口等用途。尺寸控制、安全報警及計算機輸入接口等用途。 5 常見光電傳感器及應(yīng)用常見光電傳感器及應(yīng)用1 1：光電測速模型：光

60、電測速模型原理：在被測轉(zhuǎn)速的電原理：在被測轉(zhuǎn)速的電機上固定一個調(diào)制盤，機上固定一個調(diào)制盤，將光源發(fā)出的恒定光調(diào)將光源發(fā)出的恒定光調(diào)制成隨時間變化的調(diào)制制成隨時間變化的調(diào)制光。光線每照射到光電光。光線每照射到光電器件上一次，光電器件器件上一次，光電器件就產(chǎn)生一個電信號脈沖，就產(chǎn)生一個電信號脈沖，經(jīng)放大器整形后記錄。經(jīng)放大器整形后記錄。98光電式傳感器光電式傳感器光電測速模型的兩種形式光電測速模型的兩種形式99光電式傳感器光電式傳感器光電式轉(zhuǎn)速表光電式轉(zhuǎn)速表n =60( f /z ) 光電式轉(zhuǎn)速表屬光電式轉(zhuǎn)速表屬于反射式光電傳感器，于反射式光電傳感器，它可以在距被測物數(shù)它可以在距被測物數(shù)十毫米外非