1、1第五章 光傳感器光電效應光電式傳感器光纖式傳感器CCD傳感器趣味小制作報警器2光電效應-外光電效應 光線照射在某些物體上，引起電子從這些物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光電效應，也稱光電發(fā)射。 光的頻率必須高于某一限值，這個能使物體發(fā)射光電子的最低光頻率稱為紅限頻率。 小于紅限頻率的入射光，光再強也不會激發(fā)光電子；大于紅限頻率的入射光，光再弱也會激發(fā)光電子。 3光電效應-內(nèi)光電效應 物體受光照射后，其內(nèi)部的原子釋放出電子，這些電子仍留在物體內(nèi)部，使物體的電阻率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應。 內(nèi)光電效應又細分為光電導效應和光電伏生效應。 4光電導效應 入射光強改變物質(zhì)導電率的物理現(xiàn)象稱光

2、電導效應 基于光電導效應的光電器件有光敏電阻 5光電伏生效應 光生伏特效應是半導體材料吸收光能后，在PN結(jié)上產(chǎn)生電動勢的效應。 處于反偏的PN結(jié) ，當有光照時，形成光電流I，并且光照越大，光電流越大。 基于此效應的光電元件有光敏二極管、光敏三極管。6光電管 7光電管結(jié)構(gòu) 光電管由一個光電陰極和陽極封裝在玻璃殼內(nèi)組成，光電陰極涂有光敏材料。 8原理 無光照射時，電路不通有光線照射時，如果光子能量大于電子的逸出功，會有電子逸出，產(chǎn)生電子發(fā)射電子被帶有正電的陽極吸引，在光電管內(nèi)形成光電流根據(jù)電流大小可知光量的大小9光電倍增管 在光電管的陰極與陽極之間（光電子飛躍的路程上）安裝若干個倍增極，就構(gòu)成了光

3、電倍增管， 10光敏電阻 光敏電阻的工作原理是基于光電導效應，由摻雜的光導體薄膜（光導體）沉積在絕緣基片上而成，純粹是個電阻，沒有極性 11測量電路 當無光照時，由于光敏電阻的阻值太大，電路中電流很?。划斢羞m當波長范圍內(nèi)的光線照射時，因其阻值變得很小，電路中電流增加根據(jù)電流表測出的電流值的變化，即可推算出照射光強的大小 12光敏二極管 光敏二極管封裝在透明玻璃外殼中，PN結(jié)在管子的頂部，可以直接受到光照，為了提高轉(zhuǎn)換效率大面積受光，PN結(jié)面積比一般二極管大。 13光敏二極管 當無光照射時，與普通二極管一樣，電路中僅有很小的暗電流，此時相當于光敏二極管截止當有光照射時，在反向電壓作用下，反向飽和

4、電流大大增加，形成光電流，這時相當于光敏二極管導通。14光敏三極管 結(jié)構(gòu) 平面和剖面結(jié)構(gòu) 電路 15應用 光電轉(zhuǎn)速傳感器 當被測物體旋轉(zhuǎn)起來，每相鄰一對黑、白標志，使光電元件由導通變?yōu)椴粚?，對應輸出一個電脈沖。被測體每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生6個電脈沖，通過頻率計對脈沖計數(shù)，即可得到旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速。 1-光源 2-透鏡 3-半透明膜 4-透鏡 5-轉(zhuǎn)盤 6-透鏡 7-光電元件 16表面缺陷光電傳感器 表面光滑 表面有缺陷 1-光源 2-透鏡 3-被測物 4-透鏡 5-光電元件 17燃氣熱水器脈沖點火控制器 打火確認針產(chǎn)生火花，才可打開燃氣閥門；否則燃氣閥門關閉，保證使用燃氣器具的安全性 18紅外光電開關

5、19紅外光電開關紅外光電開關是用來檢測物體的靠近、通過等狀態(tài)的光電傳感器，也有人稱其為紅外傳感器，簡稱光電開關光電開關可分為透射式和反射式兩種 反射型又分為兩種情況：反射鏡反射型和被測體反射型20紅外光電開關透射型 發(fā)光二極管和光敏三極管相對安放，軸線嚴格對準。當有不透明物體在兩者中間通過時，紅外光束會被阻斷，光敏三極管因收不到紅外線而產(chǎn)生一個電脈沖信號 21紅外光電開關反射鏡反射型傳感器單側(cè)安裝 需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳反射效果 當有物體通過時，紅外光束被隔斷，光敏三極管收不到紅外線而產(chǎn)生一個電脈沖信號，其檢測距離不如透射型 22紅外光電開關被測體反射型 發(fā)光二極管與光敏三極管光軸在同

6、一平面上，以某一角度相交，交點處為待測點，當有物體經(jīng)過待測點時，發(fā)光二極管的紅外線經(jīng)被測體上的標記反射，被光敏三極管接收，從而使光敏三極管產(chǎn)生電脈沖信號 23應用 自動扶梯自動起停 產(chǎn)品計數(shù) 煙霧檢測 高度辨認 倉庫門警衛(wèi) 自動注料 24光電鼠標 機械鼠標 第一代光電鼠標 第二代光電鼠標 25光纖傳感器 26光纖的結(jié)構(gòu)中心纖芯、外層包層、護套尼龍塑料 27光纖的傳光原理 光被全反射時的入射角c稱臨界角只要c，光在纖芯和包層界面上，經(jīng)若干次全反射向前傳播，最后從另一端面射出 28光纖的類型 功能型 ：光纖不僅起到傳光作用，而且是傳感元件 傳光型：光纖僅作為光的傳播媒質(zhì) 29光纖傳感器的應用 發(fā)射

7、式光纖位移傳感器光纖溫度傳感器 30光纖溫度傳感器光譜型折光型31光纖傳感器的應用 光纖流速傳感器 光纖壓力傳感器 32CCD傳感器 指紋機 數(shù)碼相機 攝像頭 數(shù)碼攝像機 掃描儀 33CCD傳感器的種類種類 CCD有面陣和線陣之分 面陣是把CCD像素排成1個平面的器件；而線陣是把CCD像素排成1直線的器件 34CCD傳感器的工作原理 當物體通過物鏡成像，這些光敏元就產(chǎn)生與照在它們上面的光強成正比的光生電荷（光生電子空穴對），同一面積上光敏元越多分辨率越高，得到的圖象越清楚 35CCD傳感器的應用 管徑測量 36CCD傳感器的應用 工業(yè)尺寸檢測 37CCD傳感器的應用 高度自動檢測 38趣味小制作：報警器 39趣味小制作：報警器 制作提示 根據(jù)現(xiàn)場具體情況