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日本HOYUKO北阳-光电传感器的原理
日本HOYUKO北阳-光电传感器的原理
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电传感器的组成
光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。
电传感器工作原理
光电元件是光电传感器中*重要的组成部分,它的核心工作原理是不同类型的光电效应。根据波粒二象性,光是由光速运动的光子所组成, 当物体受到光线照射时,其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态,自身的电性质也会发生改变,这样的现象称为光电效应。
根据电属性状态的不同变化,将光电效应分为以下四种:
1)外光电效应
在光线作用下使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管,光电倍增管等。
![](http://yt.yzimgs.com/ComFolder/200088071/image/202303/202303251110819011.png)
2)光电导效应
半导体内的电子吸收光子后不能跃出半导体,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象称为内光电效应。内光电效应按其工作原理可分为光电导效应和光生伏特效应。基于光电导效应的光电元件有光敏电阻,光敏晶体管等。
![](http://yt.yzimgs.com/ComFolder/200088071/image/202303/20230325111916911.png)
3)光生伏特效应
在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的光电元件有光电池和光敏二极管、三极管等。
![](http://yt.yzimgs.com/ComFolder/200088071/image/202303/20230325111916371.png)
4)热释电现象:
热电材料受红外光等照射时,若其表面温度上升或下降,则该表面产生电荷的现象。
![](http://yt.yzimgs.com/ComFolder/200088071/image/202303/202303251111010821.png)
![](http://yt.yzimgs.com/ComFolder/200088071/image/202303/20230325111919521.png)