第4章 光电传感器2014VIP免费

信号检测与转换技术信号检测与转换技术哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU光电传感器——机器人自主循迹避障光电传感器——机器人自主循迹避障第第44章章光电传感器光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象:在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现。哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU光电效应(Photoelectriceffect)：信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU1905年爱因斯坦用光量子学说解释了光电效应，并为此而获得1921年诺贝尔物理学奖。由光的量子学说，光是以光速运动着的粒子（光子）流，一种频率f的光由能量相同的光子所组成，每个光子的能量为：1Ehfh式中：E：每个光子的能量；h：普郎克常数，h=6.626×10－34J·s；f：光的频率；λ：光的波长结论：光的频率愈高（即波长愈短），光子的能量愈大。光量子光量子学说学说信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU光电效应分类：光生伏特效应光生伏特效应光电导效应光电导效应光电效应光电效应外光电效应外光电效应内光电效应内光电效应光光电电管管光光敏敏电电阻阻光光电电池池光电效光电效应分类应分类光电元光电元件分类件分类光光敏敏二二极极管管光光敏敏三三极极管管光光电电倍倍增增管管信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU1.外光电效应:在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。2012hfmWhfW:电子发射hfW:逸出的电子速度为零，此时光子频率称为红限频率。光子的能量电子的溢出功电子的最大初动能信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU2.光电导效应:在光线作用下，半导体中原子受激发成为自由电子与空穴，参加导电，而引起半导体导电性能发生变化。•基于光电导效应制成的光电元件——光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU3.光生伏特效应:在光线照射下，物体输出电动势的现象。基于光生伏特效应制成的光电元件——光电池信号检测与转换技术信号检测与转换技术4.1.14.1.1光电传感器物理基础在光线照射下，PN结附近被束缚的价电子吸收光子能量，受激发产生电子-空穴对，在内电场的作用下，空穴移向P区，电子移向N区，使P区带正电，N区带负电，于是在P区和N区之间产生了电动势。哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU4.1.24.1.2光电传感器基本组成信号检测与转换技术信号检测与转换技术图光电传感器的组成x1表示被测量能直接引起光量变化；x2表示被测量在光传播过程中引起光量的变化。哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUCollegeofAutomationofHEU一光及光的特性(featuresoflight)：图电磁波谱图电磁波谱电磁波谱中的一员；电磁波谱中的一员；有反射、折射、衍射、干涉和吸收等性质；有反射、折射、衍射、干涉和吸收等性质；光的频率愈高（即波长愈短），光能量愈大。光的频率愈高（即波长愈短），光能量愈大。4.1.24.1.2光电传感器基本组成信号检测与转换技术信号检测与转换技术哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院CollegeofAutomationofHEUColle...