传感器原理及应用-第9章 光电式传感器【PPT课件】.ppt

文档介绍：传感器原理及应用 Principles and Applications of Sensors
主讲:刘陆壹
光电
器件
被测非电量
电信号
测量电路
U、I
第九章光电式传感器
光电式传感器的定义
以光电器件或传播光路为敏感元件,将被测量通过光信号的变化转换为电信号变化的传感器。
光电式传感器的物理基础和组成
物理基础:光电效应。光源、光学元件和光电元件三部分。
光电式传感器的感测量
位移、振动、压力、加速度、液位、成分含量等。
光电式传感器的种类
根据工作原理:内光电效应型和外光电效应型。
第九章光电式传感器
光的特性与光源
光电效应
光电器件
光纤传感器
光电式传感器应用
光波:波长10~106nm电磁波。
可见光波长:380~780nm;
紫外线波长:10~380nm;
红外线波长:780~106nm。
一、光的特性
§ 光的特性与光源
光具有反射、折射、散射、衍射、干涉和吸收等性质。
光的粒子性:光是以光速运动着的粒子(光子)流,一束频率为的光由能量相同的光子所组成,每个光子的能量为
光的频率愈高(即波长愈短),光子的能量愈大。
电磁波谱图
一、光的特性
§ 光的特性与光源
电磁波谱图
二、常用光源
§ 光的特性与光源
808 nm 大功率LD
650 nm LD
um LD模块
一、光电效应基本概念
§ 光电效应
金属
金属氧化物
半导体
光照
电子
光电效应是光电传感器的基本转换原理。外光电效应和内光电效应。
内光电效应
光照
半导体
电子在物体
内部运动
外光电效应
金属
金属氧化物
光照
电子逸出
物体表面
外光电效应:物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
二、外光电效应
(3)逸出的光电子具有动能。
(4)从光照至发射电子,时间< 10-9 s。
爱因斯坦光电效应方程:
(1)光电子能否产生,取决于光子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功。
(2)入射光频谱成分一定时,产生的光电流和光强成正比。
§ 光电效应