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第一节光电式传感器的基本知识第二节光电式传感器及其基本特性本章小结?第九章光电式传感器第三节光电式传感器的应用

01光电传感器的基本概念、主要特点和工作原理02第一节光电式传感器的基本知识03常用光源及光电式传感器种类

光电传感器的基本概念、主要特点和工作原理01常见的光电元件有真空光电元件和半导体光电元件两大类。02作为光电式传感器的检测对象有可见光、不可见光，其中，不可见光有紫外线、近红外线等。另外，光的不同波长对光电式传感器的影响也各不相同。因此要根据被检测光的性质，即光的波长和响应速度来选用相应的光电式传感器。03第一节光电式传感器的基本知识04

光电效应：光电材料（或物质）在吸收了光能后而发生相应电效应的物理现象。光能的计算公式为E=h?式中：h——为普朗克常数（h=6.63×10–34J?s）??——光波（或光波群）频率（Hz）光电效应通常分为三类：第一节光电式传感器的基本知识

1流明：光通量的单位，所有的灯都以流明表征输出光通量的大小。2勒克司：照度的单位，照度表征受照物体被照程度的物理量。若受照面积为A，它所接受到的光通量为?，则照度被定义为：E=d?/dA，所以1lx=1lm/m2。3第一节光电式传感器的基本知识

第一节光电式传感器的基本知识1．常用光源二、常用光源及光电式传感器种类（1）自然光源太阳光、月光等自然界存在的光线。（2）热辐射光源热物体都会向空间发出一定的光辐射，基于这种原理的光源称为热辐射光源。（3）电致发光器件——发光二极管固体发光材料在电场激发下产生的发光现象称为电致发光，它是将电能直接转换成光能的过程。

2．常用光电式传感器种类第一节光电式传感器的基本知识气体放电光源电流通过气体会产生发光现象，利用这种原理制成的光源称为气体放电光源。低压汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯等是光谱仪器中常用的光源，统称光谱灯。激光器激光器是“光受激辐射放大器”的缩写。它能量高度集中，方向性好，频率单纯，相干性好，是很理想的光源。主要有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管、集成光电传感器、光电池、图像传感器等。

光电管、光电倍增管01第二节光电式传感器及其基本特性02光敏电阻03光敏晶体管04光电池05

第二节光电式传感器及其基本特性光电管、光电倍增管光电管的外形如图所示。当入射光照射到阴极K上时，每个光子就把它的能量传递到阴极表面的一个自由电子，使电子的能量增加到h?。1．光电管01当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A时，自由电子就可以克服金属表面束缚而逸出，形成电子发射。这种逸出的电子成为光电子。1——阳极A，2——阴极K，3——石英玻璃外壳，4——抽气管蒂，5——阳极引脚，6——阴极引脚。02

1光电子的逸出金属表面的初速度?由能量守恒定律得2式中，m——电子质量，A——阴极金属材料的逸出功，??——入射光频率。3红限：4要使阴极金属表面有电子逸出，入射光的频率?要大于某一最低限度这个最低限度的频率称为红限。5当h??A时，光通量??逸出的电子数目??光电流IΦ?。第二节光电式传感器及其基本特性

第二节光电式传感器及其基本特性光电管正常工作时，阳极电位高于阴极电位，光电管符号及测量电路如右图所示。光电流：在入射光频率大于红限的前提下，当光电管阳极加上适当电压（几十V）时，从阴极表面逸出的电子被具有正电压的阳极所吸引，在光电管中形成的电流。

光电倍增管阴极室和若干发射极组成的二次发射倍增系统。把微弱的光输入转换成电子，并使电子获得倍增的电真空器件。01光电倍增管的构成022．光电倍增管第二节光电式传感器及其基本特性

第二节光电式传感器及其基本特性结构如上图所示的光电倍增管结构示意图。与光电管不同的是，在它的阴极与阳极之间设置许多二次发射电极D1，D2，D3，…，它们又称为第一倍增极、第二倍增极……

（4）工作原理光电子激发二次发射电子，被阳极所收集。若每级的二次发射倍增率为m，共有n级（9~11级），则光电倍增管阳极得到的光电流比普通光电管大mn倍。右图所示为光电倍增管的基本电路。第二节光电式传感器及其基本特性

第二节光电式传感器及其基本特性当用于测量稳定的辐射通量时，电路往往将电源正端接地，电容C1，C2，…，Cn和输出隔离电容Co都可以省去，输出可以直接与放大器输入端连接。当入射光通量为脉冲量时，则应将电源的负端接地，输出端应接入隔离电容，同时各倍增极的并联电容亦应接入。

第二节光电式传感器及其基本特性光敏电阻工作原理和结构