《机械工程测试技术》课程PPT教学课件（传感器原理及应用）第五章 光电式传感器

传感器原理及应用第五章光传感器·光电效应光电式传感器光纤式传感器CCD传感器趣味小制作一报警器

传 感 器 原 理 及 应 用 1 第五章 光传感器  光电效应  光电式传感器  光纤式传感器  CCD传感器  趣味小制作－报警器

传感器原理及应用光电效应-外光电效应光线照射在某些物体上，引起电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电效应，也称光电发射。光的频率必须高于某一限值，这个能使物体发射光电子的最低光频率称为红限频率小于红限频率的入射光，光再强也不会激发光电子；大于红限频率的入射光，光再弱也会激发光电子

传 感 器 原 理 及 应 用 2 光电效应-外光电效应  光线照射在某些物体上，引起电子从这些物体 表面逸出的现象称为外光电效应，也称光电发 射。  光的频率必须高于某一限值，这个能使物体发 射光电子的最低光频率称为红限频率。  小于红限频率的入射光，光再强也不会激发光 电子；大于红限频率的入射光，光再弱也会激 发光电子

传感器原理及应用光电效应-内光电效应·物体受光照射后，其内部的原子释放出电子，这些电子仍留在物体内部，使物体的电阻率发生变化或产生光电动势的现象称为内光电效应。，内光电效应又细分为光电导效应和光电伏生效应

传 感 器 原 理 及 应 用 3 光电效应-内光电效应  物体受光照射后，其内部的原子释放出电 子，这些电子仍留在物体内部，使物体的 电阻率发生变化或产生光电动势的现象称 为内光电效应。  内光电效应又细分为光电导效应和光电伏 生效应

传感器原理及应用光电导效应·入射光强改变物质导电率的物理现象称光光E。电导效应自由状态电子吸收光子能量导带基于光电导效应的光Eg<Eo禁带电器件有光敏电阻价带电子

传 感 器 原 理 及 应 用 4 光电导效应  入射光强改变物质导 电率的物理现象称光 电导效应  基于光电导效应的光 电器件有光敏电阻

传感器原理及应用光电伏生效应光生伏特效应是半导体材料吸收光能后，在PN结上产光照生电动势的效应。++XPN+处于反偏的PN结，当有光十照时，形成光电流I，并且一电子空穴二光照越大，光电流越大。基于此效应的光电元件有光E敏二极管、光敏三极管

传 感 器 原 理 及 应 用 5 光电伏生效应  光生伏特效应是半导体材料 吸收光能后，在PN结上产 生电动势的效应。  处于反偏的PN结 ，当有光 照时，形成光电流I，并且 光照越大，光电流越大。  基于此效应的光电元件有光 敏二极管、光敏三极管。 电子 空穴 － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － I P N E 光照

传感器原理及应用光电管

传 感 器 原 理 及 应 用 6 光电管

传感器原理及应用光电管结构·光电管由一个光电阴极和阳极封装在玻璃阴极一阳极壳内组成，光电阴极涂有光敏材料。光敏材料

传 感 器 原 理 及 应 用 7 光电管结构  光电管由一个光电阴 极和阳极封装在玻璃 壳内组成，光电阴极 涂有光敏材料

传感器原理及应用原理无光照射时，电路不通有光线照射时，如果光子光能量大于电子的逸出功（阳极）会有电子逸出，产生电子发射o Uo电子被带有正电的阳极吸E引，在光电管内形成光电K（阴极）流根据电流大小可知光量的大小X

传 感 器 原 理 及 应 用 8 原理  无光照射时，电路不通  有光线照射时，如果光子 能量大于电子的逸出功， 会有电子逸出，产生电子 发射  电子被带有正电的阳极吸 引，在光电管内形成光电 流  根据电流大小可知光量的 大小 光 A（阳极） K（阴极） R E U0 I

传感器原理及应用光电倍增管·在光电管的阴极与阳极之间（光电子飞跃的路程上）安装若干个倍增极，就构成了光电倍增管，KD1D2D3D48

传 感 器 原 理 及 应 用 9 光电倍增管  在光电管的阴极与阳极之间（光电子飞跃 的路程上）安装若干个倍增极，就构成了 光电倍增管

传感器原理及应用光敏电阻·光敏电阻的工作原理是基于光电导效应由掺杂的光导体薄膜（光导体）沉积在绝缘基片上而成，纯粹是个电阻，没有极性10

传 感 器 原 理 及 应 用 10 光敏电阻  光敏电阻的工作原理是基于光电导效应， 由掺杂的光导体薄膜（光导体）沉积在绝 缘基片上而成，纯粹是个电阻，没有极性