第七章 光电式传感器(讲)VIP免费

第七章光电式传感器第七章光电式传感器光电传感器的构成：光源、光学通路、光电元件。光电传感器的构成：光源、光学通路、光电元件。应用：应用：11、光量变化的非电量；、光量变化的非电量；22、能转换成光量变化的其他非电量。、能转换成光量变化的其他非电量。特点：非接触、响应快、性能可靠。特点：非接触、响应快、性能可靠。被测量被测量的变化的变化光信号光信号的变化的变化电信号电信号的变化的变化光电式传感器的应用可归纳为四种基本形式，光电式传感器的应用可归纳为四种基本形式，即辐射式即辐射式((直射式直射式))、吸收式、遮光式、反射式、。、吸收式、遮光式、反射式、。7.17.1概述概述11光的特性光的特性光波是波长为光波是波长为10~1010~1066nmnm的电磁波。的电磁波。1000,000nm1000,000nm10nm10nm780nm780nm380nm380nm可见光可见光红外光红外光紫外光紫外光性质：性质：光都具有反射、折射、散射、衍射、干涉和光都具有反射、折射、散射、衍射、干涉和吸收等性质。吸收等性质。19051905年，年，爱因斯坦爱因斯坦提出了光提出了光子假设：光在空间传播时，子假设：光在空间传播时，是不连续的，也具有粒子性，是不连续的，也具有粒子性，即一束光是一束以光速运动即一束光是一束以光速运动的粒子流，爱因斯坦把这些的粒子流，爱因斯坦把这些不连续的量子称为“不连续的量子称为“光量光量子子”。”。19261926年，美国物理年，美国物理学家刘易斯把这一名词改称学家刘易斯把这一名词改称为“为“光子光子”，并沿用至今。”，并沿用至今。每个光子的能量为每个光子的能量为EE==hhνν可见，光的频率愈高，可见，光的频率愈高，光子的能量愈大。光子的能量愈大。22光源（发光器件）光源（发光器件）11））..白炽光源白炽光源最为普通的是最为普通的是用钨丝通电加热作为光辐射源。一般白用钨丝通电加热作为光辐射源。一般白炽灯的辐射炽灯的辐射光谱是连续的光谱是连续的。。发光范围：发光范围：320nm~2500nm320nm~2500nm,,所以任何光敏元件所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信号。都能和它配合接收到光信号。特点：特点：寿命短而且发热大、效率低、动态特寿命短而且发热大、效率低、动态特性差，但对接收光敏元件的光谱特性要求不高，是可性差，但对接收光敏元件的光谱特性要求不高，是可取之处。取之处。22））..气体放电光源气体放电光源利用电流通过气体产生发光现象制成的灯即利用电流通过气体产生发光现象制成的灯即气体放电气体放电灯。灯。它的光谱是它的光谱是不连续不连续的，的，光谱与气体的种类及放电条件有光谱与气体的种类及放电条件有关关。改变气体的成分、压力、阴极材料和放电电流大小，。改变气体的成分、压力、阴极材料和放电电流大小，可得到主要在某一光谱范围的辐射可得到主要在某一光谱范围的辐射。。汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光谱仪器中常用的光源，统称为光谱灯。例如低压汞灯的辐射波长为254nm，钠灯的辐射波长为589nm，可被用作单色光源。如果光谱灯涂以荧光剂，由于光线与涂层材料的作用，荧光剂可以将气体放电谱线转化为更长的波长，通过对荧光剂的选择可以使气体放电发出某一范围的波长，如照明日光灯。气体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/3。构成：构成：由由半导体半导体PNPN结结构成。构成。特点：特点：工作电压低、响应速度快、寿命长、体积小、工作电压低、响应速度快、寿命长、体积小、重量轻，因此获得了广泛的应用。重量轻，因此获得了广泛的应用。33））..发光二极管（发光二极管（LED——LightEmittingDiodeLED——LightEmittingDiode））RRUUNP++++++++++++++++----------------UφUiD++__原理：原理：当加正向电压时当加正向电压时，势垒降低，电子由，势垒降低，电子由NN区注入到区注入到PP区，区，和和PP区里的空穴复合；空穴则由区里的空穴复合；空穴则由PP区注入到区注入到NN区，和区，和NN区里的电子复合，这种电子空穴对的区里的电子复合，这种电子空穴对的复合同时伴随复合同时伴随着光子的放出着光子的放出，因而发光。，因而发光。电子和空穴复合，所释放的能量等于电子和空穴复合，所释放...