傳感器第次課物性型傳感器第一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六物性型傳感器是利用物質(zhì)法則構(gòu)成的。物質(zhì)法則是表示物質(zhì)某種客觀性質(zhì)的法則。這種法則大多數(shù)以物質(zhì)本身的常數(shù)形式給出。這些常數(shù)的大小，決定了傳感器的主要性能。因此，物性型傳感器的性能隨材料的不同而異。物性型傳感器概念第二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電效應(yīng)

壓電系數(shù)電磁感應(yīng)

e=-NBSω

霍爾效應(yīng)霍爾系數(shù)物質(zhì)法則常數(shù)系數(shù)光電效應(yīng)第三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六所有的半導(dǎo)體傳感器所有利用各種環(huán)境變化而引起的物質(zhì)性能變化的傳感器金屬、陶瓷、合金1.壓電式傳感器2.超聲波傳感器3.磁電式傳感器4.光電式傳感器能量控制型中的--半導(dǎo)體應(yīng)變片環(huán)境量檢測(cè)傳感器中的--熱電阻傳感器--氣敏傳感器--濕敏傳感器廣義上講都是物性型傳感器，他們都隨檢測(cè)量的變化導(dǎo)致了電阻率或電阻的變化第四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)：是對(duì)某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其表面出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。在外力去掉后又重新回到不帶電狀態(tài)，是機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋７粗?，在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)后，變形隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)：石英晶體、鈦酸鋇等材料是性能優(yōu)異的壓電材料第五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六SONY最新PALMPDA——TJ-25大拆機(jī)70年代的有線廣播站農(nóng)村為每家每戶安裝了壓電陶瓷紙盆喇叭用于當(dāng)時(shí)宣傳。壓電陶瓷紙盆喇叭：一塊壓電陶瓷片粘在一個(gè)5寸的紙盆中間，接在線路上。后來(lái)出現(xiàn)了動(dòng)圈喇叭，沿用至今。逆壓電效應(yīng)例子第六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電陶瓷喇叭壓電陶瓷喇叭壓電陶瓷喇叭壓電陶瓷喇叭廣播站發(fā)信號(hào)情景故事：1.壓電陶瓷喇叭的缺點(diǎn)是高音，無(wú)低音效果，簡(jiǎn)單的不能再簡(jiǎn)單了，，那聲音簡(jiǎn)直能把好人折騰成神經(jīng)?。╢o在3000hz?。『髞?lái)廣播站下了一個(gè)規(guī)定：有血壓高、心臟病的家庭可以關(guān)掉該喇叭，**家庭必需堅(jiān)持收聽。后來(lái)好多家庭到醫(yī)院開血壓高的證明（那時(shí)候是公費(fèi)醫(yī)療），關(guān)掉壓電喇叭。2.有線廣播：就是只用一根鐵線傳輸，每戶的喇叭一頭接線，一頭埋到地下。有線廣播系統(tǒng)示意圖第七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六根據(jù)逆壓電效應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品還有：超聲波霧化器超聲波焊接器（下節(jié)）超聲波清洗機(jī)（下節(jié)）超聲波驅(qū)鼠器第九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波霧化器第十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六打火按鈕后裝有彈簧的沖擊小砧撞擊壓電陶瓷，使陶瓷表面的正負(fù)電荷迅速增多，這些電荷通過尖端向噴氣孔附近放電，導(dǎo)致周圍空氣劇烈震動(dòng)，按照振動(dòng)理論的說法振動(dòng)強(qiáng)烈就是物質(zhì)溫度很高，當(dāng)這個(gè)溫度超過燃?xì)獾娜键c(diǎn)時(shí)，聯(lián)動(dòng)開關(guān)作用下噴氣孔噴出燃?xì)獗稽c(diǎn)燃，放電火花就將燃?xì)恻c(diǎn)燃。能產(chǎn)生幾千至萬(wàn)伏高壓

打火機(jī)點(diǎn)火裝置視頻：第十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式傳感器

利用某些電介質(zhì)材料的壓電效應(yīng)制作的傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕；工作頻帶寬；靈敏度高；信噪比高；工作可靠；測(cè)量范圍廣等。用途：主要用于與力相關(guān)的動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試，如動(dòng)態(tài)力、機(jī)械沖擊、振動(dòng)等，它可以把加速度、壓力、位移、溫度等許多非電量轉(zhuǎn)換為電量。第十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六天然晶體照片第十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電材料X軸向受力：縱向壓電效應(yīng)Y軸向受力：橫向壓電效應(yīng)Z軸向受力：不產(chǎn)生壓電效應(yīng)石英晶體（單晶體）注意P49頁(yè)圖4-1錯(cuò)誤第十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六現(xiàn)象：受力正比產(chǎn)生電荷第十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電陶瓷壓電機(jī)理：壓電陶瓷是人工制造的多晶體壓電材料。材料內(nèi)部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，它有一定的極化方向，從而存在電場(chǎng)。在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，電疇在晶體中雜亂分布，它們各自的極化效應(yīng)被相互抵消，壓電陶瓷內(nèi)極化強(qiáng)度為零。因此原始的壓電陶瓷呈中性，不具有壓電性質(zhì)。在陶瓷上施加外電場(chǎng)時(shí)，電疇的極化方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，趨向于按外電場(chǎng)方向的排列，從而使材料得到極化。外電場(chǎng)愈強(qiáng)，就有更多的電疇更完全地轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)方向。讓外電場(chǎng)強(qiáng)度大到使材料的極化達(dá)到飽和的程度，即所有電疇極化方向都整齊地與外電場(chǎng)方向一致時(shí)，當(dāng)外電場(chǎng)去掉后，電疇的極化方向基本變化，即剩余極化強(qiáng)度很大，這時(shí)的材料才具有壓電特性。第十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電陶瓷的壓電系數(shù)比石英晶體的大得多，所以采用壓電陶瓷制作的壓電式傳感器的靈敏度較高。第二十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式傳感器的等效電路根據(jù)壓電元件的原理，壓電傳感器可以看做是一個(gè)電荷發(fā)生器。同時(shí)也是一個(gè)電容器，聚集電荷的2個(gè)表面相當(dāng)于電容極板，極板間物質(zhì)等效于介質(zhì)。電容量=UC的電容器電容器上的電壓第二十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式傳感器的測(cè)量電路壓電式傳感器內(nèi)阻很高，輸出能量小，經(jīng)常需要接高輸入阻抗的前置放大器再接一般的放大器和電路。前置放大器有2個(gè)作用：1.微弱信號(hào)放大2.轉(zhuǎn)換阻抗比較常用的前放有電壓放大器和電荷放大器。電壓放大器由于存在輸入電纜電容的問題，增加測(cè)量的難度，所以更多使用電荷放大器。第二十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六電荷放大器第二十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電傳感器電荷放大器電路第二十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六電荷放大器以上結(jié)論均基于電荷放大器公式V0=-Q/Cf第二十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式傳感器的應(yīng)用壓電式測(cè)力傳感器上蓋收到力后傳給石英晶片，利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷，通過電極輸出第二十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式加速度傳感器當(dāng)加速度傳感器和物體一起受到?jīng)_擊振動(dòng)，壓電片受質(zhì)量塊的慣性力作用，F(xiàn)=ma,加速度為a，傳感器輸出電荷Q=壓電系數(shù)*ma,與a成正比，因此測(cè)加速度傳感器的輸出電荷就可以知道加速度大小。第二十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六壓電式傳感器的應(yīng)用預(yù)習(xí)：壓電式測(cè)振動(dòng)傳感器實(shí)驗(yàn)第二十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波及其物理性質(zhì)振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播稱為波動(dòng),簡(jiǎn)稱波。頻率在16~2×104Hz之間,能為人耳所聞的機(jī)械波,稱為聲波;低于16Hz的機(jī)械波,稱為次聲波;高于20KHz的機(jī)械波,稱為超聲波。當(dāng)超聲波由一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時(shí),由于在兩種介質(zhì)中傳播速度不同,在介質(zhì)面上會(huì)產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象。第三十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波作用舉例超聲波清洗超聲波焊接第三十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波測(cè)距離傳播速度是340米/秒

16mm波長(zhǎng)相當(dāng)于1/(0.0016/340)=212500HZ即21.3KHz第三十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波碎石洗牙B超等醫(yī)療事業(yè)第三十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波傳感器利用超聲波在超聲場(chǎng)中的物理特性和各種效應(yīng)而研制的裝置可稱為超聲波換能器、探測(cè)器或傳感器。壓電式超聲波探頭常用的材料是壓電晶體和壓電陶瓷,這種傳感器統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭。它是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來(lái)工作的:逆壓電效應(yīng)將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng),從而產(chǎn)生超聲波,可作為發(fā)射探頭;而利用正壓電效應(yīng),將超聲振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成電信號(hào),可用為接收探頭。第三十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波探頭結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由壓電晶片、吸收塊（阻尼塊）、保護(hù)膜組成。壓電晶片多為圓板形。壓電晶片的兩面鍍有銀層,作導(dǎo)電的極板。阻尼塊的作用是降低晶片的機(jī)械品質(zhì),吸收聲能量。如果沒有阻尼塊,當(dāng)激勵(lì)的電脈沖信號(hào)停止時(shí),晶片將會(huì)繼續(xù)振蕩,使分辨率變差。超聲波傳感器（阻尼塊）第三十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波物位傳感器

超聲波物位傳感器是利用超聲波在兩種介質(zhì)的分界面上的反射特性而制成的。如果從發(fā)射超聲脈沖開始,到接收換能器接收到反射波為止的這個(gè)時(shí)間間隔為已知,就可以求出分界面的位置,利用這種方法可以對(duì)物位進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)發(fā)射和接收換能器的功能,傳感器又可分為單換能器和雙換能器。單換能器的傳感器發(fā)射和接收超聲波均使用一個(gè)換能器,而雙換能器的傳感器發(fā)射和接收各由一個(gè)換能器擔(dān)任。

第三十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六只要測(cè)得超聲波脈沖從發(fā)射到接收的間隔時(shí)間,便可以求得待測(cè)的物位。超聲物位傳感器具有精度高和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),但若液體中有氣泡或液面發(fā)生波動(dòng)，便會(huì)有較大的誤差。在一般使用條件下,它的測(cè)量誤差為±0.1%,檢測(cè)物位的范圍為10-2～104m，距離更大建議用激光測(cè)距。超聲波物位傳感器第三十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六單換能器雙換能器第三十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六超聲波流量傳感器

超聲波流量傳感器的測(cè)定目前應(yīng)用較廣的主要是超聲波傳輸時(shí)間差法。超聲波在流體中傳輸時(shí),順流和逆流的傳播速度是不同的,利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度,再根據(jù)管道流體的截面積,便可知道流體的流量。第四十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六

v=c為超聲波流體靜止傳播速度Δt為時(shí)間差=逆流時(shí)間-順流時(shí)間超聲波測(cè)流速原理圖第四十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六磁電感應(yīng)式傳感器霍爾式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器，是利用將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。它不需要輔助電源，就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，是一種有源傳感器。由于它輸出功率大，且性能穩(wěn)定，具有一定的工作帶寬（10～1000Hz），所以得到普遍應(yīng)用。磁電感應(yīng)式傳感器又分變磁通式結(jié)構(gòu)和恒定磁通式結(jié)構(gòu)第四十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六實(shí)驗(yàn)室的開磁路變磁通式磁電傳感器圖片第四十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六開磁路變磁通式兩極式閉磁路變磁通式變磁通分兩種開磁路變磁通式：線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率等于齒輪和轉(zhuǎn)速的乘積兩極式閉磁路變磁通式：線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率等于鐵心3的轉(zhuǎn)速成正比角速度測(cè)量導(dǎo)磁鐵心線圈第四十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六恒磁通式結(jié)構(gòu)分兩種(a)動(dòng)圈式；(b)動(dòng)鐵式

在恒磁通式結(jié)構(gòu)中，工作氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢(shì)是由于永久磁鐵與線圈之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)——線圈切割磁力線而產(chǎn)生。這類結(jié)構(gòu)有兩種，如圖所示第四十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六磁路系統(tǒng)由圓柱形永久磁鐵和極掌、圓筒形磁軛及空氣隙組成。氣隙中的磁場(chǎng)均勻分布，測(cè)量線圈繞在筒形骨架上，經(jīng)膜片彈簧懸掛于氣隙磁場(chǎng)中。當(dāng)線圈與磁鐵間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)e為：式中

B——?dú)庀洞磐芏?T)；

l——?dú)庀洞艌?chǎng)中有效匝數(shù)為W的線圈總長(zhǎng)度(m)為l＝laW(la為每匝線圈的平均長(zhǎng)度)

v——線圈與磁鐵沿軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度(ms-1)。電壓與運(yùn)動(dòng)速度成正比第四十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六動(dòng)鐵式磁電感應(yīng)式傳感器的運(yùn)動(dòng)部件是鐵芯，可用于各種振動(dòng)和加速度的測(cè)量。第四十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六磁電式傳感器直接輸出感應(yīng)電勢(shì),且傳感器通常具有較高的靈敏度,所以一般不需要高增益放大器。但磁電式傳感器是速度傳感器,若要獲取被測(cè)位移或加速度信號(hào),則需要配用積分或微分電路。聯(lián)動(dòng)開關(guān)作用：三種測(cè)量電路的倒換第五十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六霍爾式傳感器霍爾效應(yīng)：置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體），當(dāng)有電流流過時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（霍爾電勢(shì)），原因是電荷受到洛倫茲力的作用。第五十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六對(duì)于導(dǎo)體，霍爾系數(shù)一般較小，故霍爾元件一般用半導(dǎo)體制作，且愈?。ū。?，靈敏度愈高。薄膜霍爾元件只有1um左右。fLfEvEHdIbB霍爾電壓UH=KHIBKH為霍爾系數(shù)第五十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六霍爾傳感器有霍爾元件和霍爾集成電路兩種。案例學(xué)習(xí)：TY系列高靈敏度銻化銦線性霍爾元件.doc第五十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六霍爾電動(dòng)勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，B又與Δx成正比，所以霍爾電動(dòng)勢(shì)與Δx成正比，極性表明了位移方向，bc圖磁鐵的特殊形狀是為了獲得均勻的磁場(chǎng)梯度，以得到良好的線性。第五十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六霍爾集成元件是霍爾元件與集成運(yùn)放一體化的結(jié)構(gòu)，是一種傳感器模塊?？煞譃榫€性輸出型和開關(guān)輸出型兩大類。線性輸出型是將霍爾元件和恒流源、線性放大器等做在一個(gè)芯片上，輸出電壓較高，使用非常方便，已得到廣泛的應(yīng)用。案例學(xué)習(xí)：CS3503線性霍爾電路.doc第五十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六開關(guān)輸出型是將霍爾元件、穩(wěn)壓電路、放大器、施密特觸發(fā)器、OC門等電路做在同一個(gè)芯片上。當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度超過規(guī)定的工作點(diǎn)時(shí)，OC門由高電阻狀態(tài)變?yōu)榈酵顟B(tài)，輸出變?yōu)榈碗娖剑?dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，OC門重新變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，輸出高電平。開關(guān)輸出型霍爾集成元件與微型計(jì)算機(jī)等數(shù)字電路兼容，因此，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。案例學(xué)習(xí)：CS3140系列霍爾高溫開關(guān)集成電路.doc第五十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電傳感器（光電開關(guān)）是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化，通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。第六十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電傳感器一般由三部分構(gòu)成：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。其結(jié)構(gòu)如圖所示：第六十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電傳感器按工作原理分類

光電效應(yīng)傳感器紅外熱釋電探測(cè)器固體圖像傳感器光纖傳感器第六十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六1、光電效應(yīng)傳感器是應(yīng)用光敏材料的光電效應(yīng)制成的光敏器件。光照射到物體上使物體發(fā)射電子，或電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)等等，這些因光照引起物體電學(xué)特性改變的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2、紅外熱釋電探測(cè)器主要是利用輻射的紅外光（熱）照射材料時(shí)引起材料電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化或產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)原理制成的一類器件。3、固體圖像傳感器結(jié)構(gòu)上分為兩大類，一類是用CCD電荷耦合器件的光電轉(zhuǎn)換和電荷轉(zhuǎn)移功能制成CCD圖像傳感器，一類是用光敏二極管與MOS晶體管構(gòu)成的將光信號(hào)變成電荷或電流信號(hào)的MOS金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器。4、光纖傳感器它利用發(fā)光管（LED）或激光管（LD）發(fā)射的光，經(jīng)光纖傳輸?shù)奖粰z測(cè)對(duì)象，被檢測(cè)信號(hào)調(diào)制后，光沿著光導(dǎo)纖維反射或送到光接收器，經(jīng)接收解調(diào)后變成電信號(hào)。第六十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電元件

光電元件是光電傳感器中最重要的部件，常見的有真空光電元件和半導(dǎo)體光電元件兩大類。它們的工作原理都基于不同形式的光電效應(yīng)：

(1)在光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管,光電倍增管等。

(2)在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)，基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻，光敏晶體管等。

(3)在光線作用下物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)，基于光生伏特效應(yīng)的光電元件有光電池等。第六十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光敏電阻為純電阻元件，其工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)，其阻值隨光照增強(qiáng)而減小。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，光譜響應(yīng)范圍寬，體積小、重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高，耐沖擊、耐振動(dòng)、抗過載能力強(qiáng)和壽命長(zhǎng)等。缺點(diǎn)：需要外部電源，有電流時(shí)會(huì)發(fā)熱，光敏電阻的光照特性曲線時(shí)非線性。

第六十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光敏電阻的應(yīng)用電路第六十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電池是利用光生伏特效應(yīng)把光直接轉(zhuǎn)變成電能的器件。由于它可把太陽(yáng)能直接變電能，因此又稱為太陽(yáng)能電池。它是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是發(fā)電式有源元件。它有較大面積的PN結(jié)，當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)，在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。目前比較常用的是硅光電池。第六十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十八頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六瑞士陽(yáng)光動(dòng)力公司近日宣布，該公司研發(fā)的全球第一架全部采用太陽(yáng)能作為動(dòng)力、能夠?qū)崿F(xiàn)晝夜飛行的飛機(jī)將參展上海世博會(huì)。據(jù)悉，該飛機(jī)采用碳纖維架構(gòu)，重約1600公斤，其機(jī)翼長(zhǎng)達(dá)63.4米(與空客A340飛機(jī)相當(dāng))，上面鋪有約11628塊太陽(yáng)能板，采集太陽(yáng)能并存儲(chǔ)于4個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，以驅(qū)動(dòng)飛機(jī)夜間飛行。該飛機(jī)的平均飛行時(shí)速為70公里，起飛時(shí)速為35公里，最大飛行高度為8500米。陽(yáng)光動(dòng)力公司將在上海世博會(huì)瑞士館、歐盟館和中國(guó)館等場(chǎng)館展出該飛機(jī)的文字圖片資料、三維模型和16米長(zhǎng)的機(jī)翼實(shí)物等，以充分展示可再生能源的巨大潛力，喚起公眾對(duì)能源的關(guān)注和環(huán)保意識(shí)。全太陽(yáng)能飛機(jī)將亮相世博會(huì)第六十九頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電二極管和光電池一樣，其基本結(jié)構(gòu)也是一個(gè)PN結(jié)。它和光電池相比，重要的不同點(diǎn)是結(jié)面積小，因此它的頻率特性特別好。光生電勢(shì)與光電池相同，但輸出電流普遍比光電池小，一般為幾μA到幾十μA。按材料分，光電二極管有硅、砷化鎵、銻化銦光電二極管等許多種。按結(jié)構(gòu)分，有同質(zhì)結(jié)與異質(zhì)結(jié)之分。其中最典型的是同質(zhì)結(jié)硅光電二極管。第七十頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)。在沒有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，這反向電流稱為暗電流，當(dāng)光照射在PN結(jié)上，光子打在PN結(jié)附近，使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)，它們?cè)赑N結(jié)處的內(nèi)電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流。光的照度越大，光電流越大。光敏二極管在不受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。第七十一頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光敏晶體管與一般晶體管很相似，具有兩個(gè)PN結(jié)，只是它的發(fā)射極一邊做得很大，以擴(kuò)大光的照射面積。大多數(shù)光敏晶體管的基極無(wú)引出線，當(dāng)集電極加上相對(duì)于發(fā)射極為正的電壓而不接基極時(shí)，集電結(jié)就是反向偏壓，當(dāng)光照射在集電結(jié)時(shí)，就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，光生電子被拉到集電極，基區(qū)留下空穴，使基極與發(fā)射極間的電壓升高，這樣便會(huì)有大量的電子流向集電極，形成輸出電流，且集電極電流為光電流的β倍，所以光敏晶體管有放大作用。第七十二頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六第七十三頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光電流光敏二極管一般只有幾微安到幾百微安，而光敏三極管一般都在幾毫安以上，至少也有幾百微安，兩者相差十倍至百倍。光敏二極管與光敏三極管的暗電流則相差不大，一般都不超過1uA。響應(yīng)時(shí)間光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間在100ns以下，而光敏三極管為5～10us。因此，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，應(yīng)選用光敏二極管；只有在工作頻率較低時(shí)，才選用光敏三極管。輸出特性光敏二極管有很好的線性特性，而光敏三極管的線性較差。光敏二極管和三極管的主要差別第七十四頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光敏二極管的應(yīng)用第七十五頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光纖傳感器的特點(diǎn)：極高的靈敏度和精度固有的安全性好抗電磁干擾高絕緣強(qiáng)度耐腐蝕集傳感與傳輸于一體能與數(shù)字通信系統(tǒng)兼容等光纖傳感器受到世界各國(guó)的廣泛重視。光纖傳感器已用于位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、壓力、速度、加速度、電流、磁場(chǎng)、電壓、溫度等70多個(gè)物理量的測(cè)量在生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、在線檢測(cè)、故障診斷、安全報(bào)警等方面有廣泛的應(yīng)用前景。光纖傳感器第七十六頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六光纖的結(jié)構(gòu)第七十七頁(yè)，共八十五頁(yè)，編輯于2023年，星期六