日本HOYUKO北陽(yáng)-光電傳感器的原理

光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)（紅外、可見(jiàn)及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。

光電傳感器的組成

光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。

發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。

電傳感器工作原理

光電元件是光電傳感器中*重要的組成部分，它的核心工作原理是不同類(lèi)型的光電效應(yīng)。根據(jù)波粒二象性，光是由光速運(yùn)動(dòng)的光子所組成， 當(dāng)物體受到光線照射時(shí)，其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài)，自身的電性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變，這樣的現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。

根據(jù)電屬性狀態(tài)的不同變化，將光電效應(yīng)分為以下四種：

1）外光電效應(yīng)

在光線作用下使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱(chēng)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）光電導(dǎo)效應(yīng)

半導(dǎo)體內(nèi)的電子吸收光子后不能躍出半導(dǎo)體，使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)按其工作原理可分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的光電元件有光敏電阻，光敏晶體管等。

3）光生伏特效應(yīng)

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(chēng)為光生伏特效應(yīng)?；诠馍匦?yīng)的光電元件有光電池和光敏二極管、三極管等。

4）熱釋電現(xiàn)象：

熱電材料受紅外光等照射時(shí)，若其表面溫度上升或下降，則該表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。