烟雾报警器的原理与设计剖析.ppt

任务七 光电式传感器的原理及应用 项目一 烟雾报警器的原理与设计 【知识目标】 （1）了解光电效应的定义及分类。 （2）了解光电元件的结构和工作原理 （3）掌握光电元件的特性。 【知识准备】 （1）外光电效应：在光线的作用下能使电子逸出物体表面的光电效应。 基于外光电效应的光电元件：光电管、光电倍增管、光电摄像管等（玻璃真空管元件）。 （2）内光电效应：在光线的作用下能使物体的电阻率改变的光电效应 基于内光电效应光电元件：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。 （3）光生伏特效应：在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的光电效应。 一、基于外光电效应的光电元件 （1）光电管 光电管由一个阴极和一个阳极构成，并密封在一支真空玻璃管内。众所周知，光子是具有能量的粒子，每个光子具有的能量可由下式确定： E = hν 式中h——普朗克常数， ； ——光的频率( )。 光电管的特性主要取决于光电管阴极材料。光电管基本特性：（1）伏安特性 （2）光照特性 （3）光谱特性。 图 光电管的结构和原理图 图 图 真空光电管的伏安特性 充气光电管的伏安特性 （2）光电倍增管 图 光电倍增管结构及工作原理示意图 二、基于内光电效应的光电元件 （1）光敏电阻又称为光导管。光敏电阻几乎 都是用半导体材料制成。 图 光敏电阻 图 光敏电阻接线电路 图 某型号光敏电阻的光电特性 a）光照/电阻特性 b）光照/电流特性 （2）光敏二极管、光敏三极管 图 光敏二极管 a）外形图 b）内部结构 c）结构简化图 d）图形符号 1－负极引脚 2－管芯 3－外壳 4－聚光镜 5－正极引脚 图 光敏二极管的反向偏置接法 图 光敏三极管示意图 a）内部组成 b)原理电路 c）图形符号 1－集电极引脚 2－管芯 3－外壳 4－聚光镜 5－发射极引脚 （3）光敏晶体管的基本特性 图 光敏晶体管的光谱特性 1－常规工艺硅光敏晶体管的光谱特性 2－滤光玻璃引起的光谱特性紫偏移 3－滤光玻璃引起的光谱特性红偏移 表 光的波长与颜色的关系 颜色 紫外 紫 蓝 绿 黄 橙 红 红外 波长/μm 10_4～0.39 0.39～0.46 0.46～0.49 0.49～0.58 0.58～0.60 0.60～0.62 0.62～0.76 0.76～1000 图 某系列光敏晶体管的光电特性 1－光敏二极管光电特性 2－光敏三极管光电特性 三、基于光生伏特效应的光电元件 图 硅光电池结构示意图 图 硅光电池原理图 图 光电池的光谱特性曲线 图 硅光电池的光照特性曲线 图 光电池的温度特性 【任务实施】 图 传感器原理图 图 传感器结构 图 传感器安装 图 传感器工作时序 图 传感器应用电路 【知识拓展】 图 光电式传感器原理图  图 信号盘结构图 图 转速测试示意图 图 中间转换电路