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41光电效应和光电器件.ppt

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41光电效应和光电器件.ppt

文档介绍

文档介绍:41光电效应和光电器件94560
_I Can Dream About 
光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响,
因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。
光敏电阻(光导管)
原理:电阻器件,加直流偏压,无极性
无光照
光电池的表示符号、基本电路及等效电路如图所示。
I
U
Id
U
I
RL

光电池
通常指光电器件输入光量与输出光电流或光电压之间的关系,表征光电器件的灵敏度。
光电管的光照特性
1表示氧铯阴极; 2为锑铯阴极
25
50
75
100
2
0



Φ/1m
IA/ μA


1
0
1
2
3
4
5
I/mA
L/lx
1000
2000
光敏电阻的光照特性非线性
不宜作定量检测元件,作光电开关
光照特性
指外加偏置电压一定时,光敏晶体管的输出电流和光照度的关系。光敏二极管的光照特性曲线的线性较好,而光敏三极管在照度小时,光电流随照度增加较小,并且在光照足够大时,输出电流有饱和现象。当光照足够大(几klx)时,会出现饱和现象,从而使光敏三极管既可作线性转换元件,也可作开关元件。
硅光敏管的光照特性
光照特性
短路电流与光照度成线性关系;开路电压与光照度是非线性的,在光照度为20001x时就趋于饱和。检测连续变化的光照度时,应当尽量减小负载电阻,把它作电流源来使用。在光信号断续变化的场合,也可以把光电池作为电压源使用。
光电池的光照特性
光照特性
光电器件在不同波长的光照射下,由不同的灵敏度。一定材料的器件总对应着一定波长范围的入射光才会响应。
阴极用锑铯材料,适用于白光光源,因而被广泛地应用于各种光电式自动检测仪表中。对红外光源,常用银氧铯阴极,构成红外传感器。对紫外光源,常用锑铯阴极和镁镉阴极。
光谱特性
光电管
硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度,峰值在红外区域;硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。因此,在选用光敏电阻时,应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的效果。
20
40
60
80
100
40
80
120
160
200
240
λ/μm
3
1
2
相对灵敏度
1——硫化镉
2——硒化镉
3——硫化铅
光谱特性
光敏电阻
光谱特性
一种光敏晶体管只对一定波长范围的人射光敏感。可见光或探测赤热状态物体时,一般用硅管。在红外光进行探测时,则锗管较为适宜。
硅和锗光敏晶体管的光谱特性
硒光电池在可见光谱范围内有较高灵敏度适宜测可见光。硅光电池在很宽的范围内应用。
光电池的光谱特性
光电式传感器的应用
模拟式传感器
脉冲式传感器
1. 模拟式光电传感器
传感器中光电元件接受的光通量随被测量连续变化,因此,输出的光电流也是连续变化的,并与被测量呈确定的函数关系,这类传感器通常有以下四种形式。
1)光源本身是被测物,它发出的光投射到光电元件上,光电元件的输出反映了光源的某些物理参数。这种型式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计。
2)恒定光源发射的光通量穿过被测物,一部分被吸收,剩余的部分投射到光电元件上,吸收量取决于被测物的某些参数。可用于测量透明度、混浊度。
模拟式光电传感器
3)恒定光源发射的光通量投射到被测物上,由被测物表面反射后再投射到光电元件上。反射光的强弱取决于被测物表面的性质和状态,因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等。
4)从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡,使投射到光电元件上的光通量减弱,光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。这种传感器可用于工件尺寸测量、振动测量等场合。

比色式温度传感器采用比色式(双波段)测温原理实现对被测目标的非接触测温,用户不需知道物质的发射率。它抗烟雾、水蒸气和灰尘能力较强,不受窗口玻璃影响,能瞄准 ,测量小目标,可不考虑距离系数,可以不完全被目标充满,不需调焦就可准确测量。
比色温度计适于环境条件恶劣的工业现场中使用,如 :烟雾、水蒸气、灰尘比较严重的钢铁、焦化和炉窑等应用现场。
光源本身是被测物的应用实例

红外辐射温度计既可用于高温测量,又可用于冰点以下的温度测量,所以是辐射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温度计的温度范围可以从-30℃~3000℃,中间分成若干个不同的规格,可根据需要选择适合的型号。
食品温度测量
集成IC 温度测量
红外线辐射温度计外形
激光仅用于瞄准

1-物镜;2-平面玻璃;3-光阑;4-光导棒;5-分光镜;
6-滤光片;7-