光电式传感器设计与应用论文(课堂PPT).ppt

;1.概述;2.物理特性;2.物理特性;光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功，即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红限频率或波长限。光线频率低于红限频率，光子能量不足以使物体内的电子逸出，因而小于红限频率的入射光，光强再大也不会产生光电子发射；反之，入射光频率高于红限频率，即使光线微弱，也会有光电子射出。;2.物理特性;（2）光生伏特效应 在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。; （1） 光电管的伏安特性;（2）?光电管的光照特性 ;2.3.2 光电倍增管;由光阴极、次阴极(倍增电极)以及阳极三部分组成。次阴极多的可达30级；阳极是最后用来收集电子的，收集到的电子数是阴极发射电子数的105-106倍。即光电倍增管的放大倍数可达几万倍到几百万倍。光电倍增管的灵敏度就比普通光电管高几万倍到几百万倍。因此在很微弱的光照时，它就能产生很大的光电流。;2.3 内光电效应器件;(2) 光敏电阻的主要参数;（3）光敏电阻的基本特性 ;b.光照特性 ;c.光谱特性 ;c.频率特性 ;e.温度特性 ;2.3.2光敏二极管;2.3.3光敏三极管;（2）基本特性;d.频率响应;2.3.4光电池;3.光电传感器的特性及参数;3.1 测量的物理量及其范围;3.2 光电传感器的特性;3.光电传感器的特性及参数;（3）频率响应特性;（4）光照特性;（5）光谱特性 光电传感器的相对光谱灵敏度与入射光线波长的关系称为光谱特性，该特性反映了一定波长的辐射源只适应特定的光电传感器。 （6）温度特性 温度特性是指在一定的温度范围内，环境温度对光电传感器的灵敏度、暗电流、光电流的影响，通常由温度系数表示。温度系数表示在给定的温度范围内，温度变化1时，光电流的相对平均增量或灵敏度的变化。 （7）伏安特性 在入射光谱不变的情况下，光电传感器的电流与电压之间的关系称为伏安特性。 （8）量子效率 量子效率是指在一定的波长下，单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比，它反映了光电器件的光电转换能力。;3.4 ???电检测的优缺点 光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。其缺点是在某些应用方面，光学器件和电子器件价格较贵，并且对测量的环境要求较高。但随着薄膜工艺、平面工艺和大规模继承电路技术的发展，产品的成本大为降低。近年来，新的光电器件不断涌现。;4.光纤传感器的应用;4.1光纤结构组成及原理 光纤波导简称光纤，它是用光透射率高的电介质(如石英、玻璃、塑料等)构成的光通路。它由折射率n1较大(光密介质)的纤芯，和折射率，n2较小(光疏介质)的包层构成的双层同心圆柱结构。 ;4.2光纤导光原理;当θr =90°的临界状态时， ;4.光纤传感器的应用;4.光纤传感器的应用;.光纤传感器的应用