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第7章 光电式传感器 7.1光电效应 7.2光电元件及其特性 7.3光电式传感器的测量电路 7.4光电传感器及其应用 7.5光纤传感器 7.6电荷耦合器件（CCD） 7.7光栅式传感器 7.8激光式传感器 本章要点 7.1 光电效应 7.2 光电器件及其特性 7.2.1 光电管与光电倍增管 7.2.2 光敏电阻 7.2.3 光敏二极管和光敏三极管 7.2.4 光电池 7.2.5 半导体光电元件的特性 7.2.5 半导体光电元件的特性 7.3光电式传感器的测量电路 7.4 光电传感器及其应用 7.4 光电传感器及其应用 7.5 光纤传感器 7.5.1光导纤维 7.5.2光纤传感器的工作原理和典型结构 7.6 电荷耦合器件 7.6.1 CCD的工作原理 7.6.2 CCD应用举例 7.7 光栅式传感器 7.7.1 基本工作原理和计量光栅的种类 7.7.2 莫尔条纹 7.7.3 辨向原理和细分电路 7.7.3 辨向原理和细分电路 7.8 激光式传感器 第7章 本章要点 第7章 本章要点 * * 下页 光电式传感器是将光通量转换为电量的一种传感器。光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。 图库 返回 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由光的粒子学说可知，光可以认为是由具有一定能量的粒子所组成，而每个光子所具有的能量E与其频率大小成正比。光照射在物体上就可看成是一连串的具有能量为E的粒子轰击在物体上。所谓光电效应即是由于物体吸收了能量为E的光后产生的电效应。从传感器的角度看光电效应可分为二大类型。 下页 上页 返回 7.1.1外光电效应 指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。光电管及光电倍增管均属这一类。它们的光电发射极，即光明极就是用具有这种特性的材料制造的。 7.1.2内光电效应 指在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。 7.1.3光生伏特效应 利用光势垒效应，即在光的照射下，物体内部产生一定方向的电势。 图7-1 P-N结的光势垒 图库 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 下页 上页 返回 光电管与光电倍增管 光敏电阻 光敏二极管和光敏三极管 光电池 半导体光电元件的特性 图库 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 下页 上页 返回 一、构造 二、特性 1．光电特性 表示当光电管的阳级电压一定时，阳极电流I与入射在阴极上光通量φ之间的关系。 2．伏安特性 当入射光的频谱及光通量一定时，阳极与阴极之间的电压同光电流的关系叫伏安特性 ，如图7-4(c)所示。 3．光谱特性 由于光阴极对光谱有选择性，因此光电管对光谱也有选择性。保持光通量和阳极电压不变，阳极电流与光波长之间的关系叫光电管的光谱特性。光电管尚有温度特性、疲劳特性、惯性特性、暗电流和衰老特性等，使用时应根据产品说明书和有关手册合理选用。 图7-3 光电倍增管的结构图 图7-2 光电管的结构图 图7-4 光电管的特性 图库 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 下页 上页 返回 光敏电阻是用具有内光电效应的光导材料制成的，为纯电阻元件，其阻值随光照增强而减小。 光敏电阻优点：灵敏度高，体积小、重量轻，光谱响应范围宽，机械强度高、耐冲击和振动，寿命长。 缺点：使用时需要有外部电源，同时当有电流通过它时，会产生热的问题。 图7-5 光敏电阻的结构及表示符号 图库 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pt