光电式传感器学生.pptVIP

* * 工作原理 MOS电容与其电子势阱具有存储电荷的作用。改变栅压高低，可以使势阱内电荷包逐个向势阱转移。 * * 当MOS电容栅压增高时，在半导体内部被排斥的电荷数也增加，耗尽层厚度增加，半导体内电势越低，电子则向耗尽层移动、存储，象对电子的陷阱一样，称为电子势阱。 电子势阱可以用来存放电子 特点：当栅压增加，势阱变深 当栅压减小，势阱变浅 电子向势阱深处移动 * * 线型CCD的主要用途 组成测试仪器，可以测量物位、尺寸、工件损伤、自动焦点等。 用作光学信息处理装置的输入环节，例如传真技术。光学文字识别技术(OCR)与图像识别技术、光谱测量及空间遥感技术、机器人视觉技术等。 作为自动化流水线装置中的敏感器件，例如可用于机床、自动售货机、自动搬运车及自动监视装置等。 * * 文字图像识别系统 写有邮政编码的信封放在传送带上，传感器光敏元的排列方向与信封的运动方向垂直，光学镜头将编码的数字聚焦到光敏元上。当信封运动时，传感器以逐行扫描的方式把数字依次读出。 读出的数字经二值化等处理，与计算机中存储的数字特征比较，最后识别出数字码。由数字码，计算机控制分类机构，把信件送入相应分类箱中。 邮政编码识别系统 * * 驱动电路 分类机构 计算机 细化二值化 处理 传送带 CCD 透镜 1 分类箱 2 3 邮政编码识别系统 * * 光导纤维的结构和传光原理 纤芯：光的传输通道，直径5μm-75μm 包层：直径100μm-200μm 外套：增强机械强度，直径1mm 结构： 五、光纤传感器 optical fiber sensor 3.传光原理 ①入射角θ1 光密介质n1→光疏介质n2 ， n1 n2 以θ2折射到介质2 →a” 以θ1反射回介质1 →a’ n1sinθ1＝ n2sinθ2 ∵n1n2， ∴θ1θ2 θ 2 1 θ a” a’ a 介质2（n2） 介质1（n1） θ 1 θ 密 疏 ② 当θ1＝θc时， θ2＝90°，此时， n1sinθ1＝ n2×sin90°＝n2 有： θ2＝90° θ C θ C c” c’ a’ a c 介质2（n2） 介质1（n1） θ 密 疏 ③ 当θ1θC时，光不再产生折射，称为全反射 即 θ’ 1 b’ b 介质2（n2） 介质1（n1） 密 疏 二、光纤传感器的基本原理 被测量对光纤传输的光进行调制，使传输光的强度（振幅）相位，频率或偏振状态随被测量变化而变化，再通过对被调制过的光信号进行检测与解调，从而获得被测参数。 三、传输光的调制方式 对传输光的调制法：光通量、光相位、光频率、光波长、光偏振调制等。 Principle 第8章 光电式传感器 * 第8章 光电式传感器 * * * 第八章 光电式传感器 内容：光电器件、光敏电阻 CCD传感器 光纤传感器 以光电器件作为转换元件的传感器 优点：响应快、性能稳、非接触 ☆ ☆ ☆ * * 知识要点 第八章 光电式传感器 光电效应与光电器件 光电器件的基本特性 光电式传感器的基本类型 电荷耦合器件 光纤传感器 ☆ ☆ ☆ Photoelectric type * * 光电效应： 光电子发射效应 光电导效应 光生伏特效应 三种类型： 发生在物体内部 发生在物体表面 半导体 金属 一、光电器件 物质受到光照会发生某些电学特性的变化，这一现象称为光电效应。 photoelectric effect * * 当物质受到光照射时，电子得到了足够的光能会从物质表面上发射出来的现象，称为光电子发射。 常见的光电器件：光电管和光电倍增管 光电子发射效应 (外光电效应) 当物质受到光的照射时，载流子的浓度增加，导电率增大的现象，称为光电导效应。 常见的光电器件：光敏电阻 光电导效应 (内光电效应) * * 当物质受到光的照射时，使物体上产生一定方向的电动势的现象，称为光生伏特效应。 常见的光电器件：光电池 光生伏特效应 (内光电效应) 1、光电发射型器件 非电量 转换 光亮变化 光子 光电 器件 光电效应 电流 （电子） + device * * 光电效应方程： 光是一粒一粒运动着的粒子流，即光子 每个光子的能量为hf 光子打在光电材料上，光子与电子进行能量交换 能量转换为：电子逸出功+初始动能 h－普朗克常数 hf－光子的能量 f －光的频率 m－电子质量 v －电子初速度 A－电子逸出功 爱因斯坦假说 * * 当入射光的频率ff0时不能激发光电子。 外光电效应