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光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(可见及紫外镭射光)转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现,是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
光电传感器一般由处理通路和处理元件2 部分组成。其基本原理是以光电效应为基础,把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体,可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上,此时光子能量就传递给电子,并且是一个光子的能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3 类:(1 )在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管等;(2 )在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应,如光敏电阻、光敏晶体管等;(3 )在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应,如光电池等。
纯半导体器件在灯源照射下,其禁带中的电子元器件遭到机械能超出或等于禁带宽度Eg(eV)的光子美容的激发,由价带越过禁带自由电子到导带,变为自由电子。一块儿,价带也因此而造成随便空蚀。造成纯半导体器件中导带的电子元器件和价带的空蚀质量浓度扩张,半导体器件电阻器降低。得出图(a)图例。电子元器件和空蚀统称为载流子。她们在端电压作用下均可造成光电流。当光照停止后,自由电子被缺失电子元器件的分子结构虏获,变阻器又修补固定资产原值。能使价带电子元器件自由电子到导带的光谱分析仪层面中,其很大的光波长λ0(nm)称作截止波长,λ0≈1240/Eg。