工业测试技术课件第10章光电式传感器

1、第十章 光电式传感器本章内容： 本章学习光电效应、光电元件的结构、工作原理、特性以及光电传感器的各种应用，掌握光电开关及光电断续器的使用方法。测量技术基础 1905年德国物理学家爱因斯坦用光量子学说解释了光电发射效应，并为此而获得1921年诺贝尔物理学奖。 10.1 光电效应 外光电效应：在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管。内光电效应：受光照物体电导率发生变化或产生光电动势的效应。分为光电导效应和光生伏特效应。 光电导效应：在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻。光生伏特效应：在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等。10.1

2、光电效应 当光敏电阻受到光照时，光生电子空穴对增加，阻值减小，电流增大。暗电流（越小越好）10.2.1 光敏电阻 当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小 当有光照时，光敏电阻值(亮电阻)急剧减少，电流迅速增加1) 光敏电阻的工作原理当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小 当有光照时，光敏电阻值(亮电阻)急剧减少，电流迅速增加10.2.1 光敏电阻 (a) 暗电阻和暗电流 光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时流过的电流，称为暗电流。(b) 亮电阻和亮电流 光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。(

3、c) 光电流 亮电流与暗电流之差，称为光电流。光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小，则性能越好。2) 光敏电阻的主要参数10.2.1 光敏电阻 照相机自动测光光控灯工业控制10.2.1 光敏电阻 1) 工作原理结构与一般二极管相似，装在透明玻璃外壳中，电路中一般是处于反向工作状态 。无光照时，处于反偏的光敏二极管工作在截止状态，只有微小的反向电流，即暗电流。受光照时，PN结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子空穴对，从而使P区和N区的少数载流子浓度大大增加。因此反向电流大大增加，即光电流。光敏二极管10.2.2 光敏二极管和三极管1) 工作原理光敏三极管 与一般晶体管很相似，具有两个PN结。把光

4、信号转换为电信号同时，又将信号电流加以放大。 10.2.2 光敏二极管和三极管 光电传感器在工业上的应用可归纳为辐射式(直射式)、吸收式、遮光式、反射式等四种基本形式。 10.3 光电传感器的应用10.3 光电传感器的应用10.3 光电传感器的应用10.3 光电传感器的应用案例：光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来测量位移。10.3 光电传感器的应用送料器定区域式光电开关咖啡罐流水线运行方向罐装高度检测储料仓落料口遮断式光电开关(计数)光电开关在流水线上的应用10.3 光电传感器的应用 光幕应用(续)产品高度测量10.3 光电传感器的应用 光幕应用(续)三维尺寸检测宽度 测量长度测量高度测量10.3 光电传感器的应用锻压机床的安全区域设置及入侵报警光幕应用(续)10.3 光电传感器的应用漫反射型光电开关的应用请思考如何将光电开关用于卫生间的自动冲水设备10.3 光电传感器的应用 齿盘每转过一个齿，光电断续器就输出