【文章內(nèi)容簡介】 及光生空穴，因此使 PN結(jié)的反向電流增大。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光照特性 右圖是硅光敏二極管在小負(fù)載電阻下的光照特性。 光電流與照度成線性關(guān)系。 所以適合檢測等方面的應(yīng)用。 光譜特性 當(dāng)入射波長＞ 900nm時， 響應(yīng)下降 。 當(dāng)入射波長＜ 900nm時， 響應(yīng)也逐漸下降 . 硅光敏二極管光照特性 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光敏三極管 光敏三極管的光譜特性 光敏三極管存在一個最佳靈敏度的峰值波長。當(dāng)入射光的波長增加時，相對靈敏度要下降 光敏三極管是把光敏二極管產(chǎn)生的光電流進一步放大，它是 具有更高靈敏度和響應(yīng)速度 的光敏傳感器。 光敏三極管有 PNP型和 NPN型兩種。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光敏三極管的光照特性 光敏三極管的輸出電流 I和照度之間的關(guān)系。 它們之間呈近似線性關(guān)系。當(dāng)光照足夠大（幾千勒克斯）時，會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，從而使光敏三極管既 可作線性轉(zhuǎn)換元件，也可作開關(guān)轉(zhuǎn)換元件。 光敏二極管、光敏三極管主要用于 光電檢測、光電控制 方面，如光電耦合器等。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光電池是在光線照射下，直接 能將光量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱觿莸墓怆娫? 實質(zhì)上它就是電壓源。 光電池的種類很多，有硒光電池、 氧化亞銅光電池、硫化鎘光電池、 鍺光電池、硅光電池、砷化鎵光電 池等。 硅光電池： 最廣泛，適合紅外波長 硒光電池 ： 適合可見光 砷化鎵光電池 ： 光譜響應(yīng)與太陽光譜吻合， 耐高溫，耐宇宙射線 光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料 PN結(jié) 受到光照后產(chǎn)生一定方向的電動勢的 效應(yīng) 。 + + + P N 光 電 池 符 號 ③ 光電池 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 20 40 60 80 100 I / % 1 2 λ/μm 光譜特性 光電池的光譜特性決定于材料。從曲線可看出， 硒光電池 在可見光譜范圍內(nèi)有較高的靈敏度，峰值波長在 540nm附近， 適宜測可見光 。硅光電池應(yīng)用的范圍 400nm— 1100nm，峰值波長在 850nm附近，因此 硅光電池可以在很寬的范圍內(nèi)應(yīng)用。 1—— 硒光電池 2—— 硅光電池 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT L/klx L/klx 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 開路電壓 Uoc /V 0 1 2 3 4 5 Uoc/V Isc /mA Isc/mA (a) 硅光電池 (b)硒光電池 光照特性 開路電壓曲線 ：光生電動勢與照度之間的特性曲線 ， 當(dāng)照度 為 2022lx時趨向飽和 。 短路電流曲線 ：光電流與照度之間的特性曲線 開路電壓 短路電流 短路電流 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 短路電流，指外接負(fù)載相對于光電池內(nèi)阻而言是很小的。光電池在不同照度下，其內(nèi)阻也不同，因而應(yīng)選取適當(dāng)?shù)耐饨迂?fù)載近似地滿足 “ 短路 ” 條件。 下圖表示硒光電池在不同負(fù)載電阻時的光照特性。從圖中可以看出， 負(fù)載電阻 RL越小，光電流與強度的線性關(guān)系越好，且線性范圍越寬。 0 2 4 6 8 10 I/mA L/klx 50Ω 100Ω 1000Ω 5000Ω RL=0 短路電流在很大范圍內(nèi)與 光強成線性關(guān)系。開路電壓隨 光強變化是非線性的，并且當(dāng) 照度在 2022lx時就趨于飽和了。 因此把 光電池作為測量元件 時， 應(yīng)當(dāng)作電流源 的形式來使用， 不宜用作電壓源。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光電傳感器的特點及應(yīng)用 由于光電測量方法靈活多樣，可測參數(shù)眾多，又具有 非接觸、 高精度、高分辨率、高可靠性和響應(yīng)快等優(yōu)點，加之激光光源、 光柵 、 光學(xué)碼盤 、 CCD器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用，使得光電傳感器在檢測和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 指紋鎖 門禁 光 電 鼠 標(biāo) ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 料位自動控制 光電開關(guān) ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 光柵 光纖 光電管 光敏電阻 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 開孔圓盤旋轉(zhuǎn)一周，光敏元件輸出 的電脈沖個數(shù)等于圓盤的開孔數(shù)。 被測轉(zhuǎn)速 n=f/N 式中 n—— 轉(zhuǎn)速； f—— 脈沖頻率； N—— 圓盤開孔數(shù)。 脈沖式光電傳感器 的作用方式是光電元件的輸出僅有兩種穩(wěn)定狀 態(tài)，即“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài)。 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 220V C1 路燈 CJD10 8V 200μ F 200μ F C2 C3 100μ F R1 R3 R5 R7 R4 R6 R7 R2 470kΩ 200kΩ 10kΩ BG1 280kΩ 25kΩ 57kΩ 10kΩ 路燈自動控制器 BG2 BG3 BG4 2CR CJD10 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 霍爾式傳感器 是磁敏元件傳感器 ， 它是利用 霍爾元件 基于霍爾效應(yīng) 原理而將被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器。 一、 磁電轉(zhuǎn)換元件 霍爾元件 金屬 或 半導(dǎo)體 薄片置于 磁場中，當(dāng)有 電流 流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生 電動勢 ，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 1 、霍爾效應(yīng) a b c d 霍爾傳感器 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 當(dāng)磁場垂直于薄片時，電子受到洛侖茲力的作用，向內(nèi)側(cè)偏移，在半導(dǎo)體薄片 c、 d方向的端面之間建立起霍爾電勢。 霍爾效應(yīng)演示 ch5 發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用 工程測試與信息處理 EXIT 霍爾電勢 VH與 I、 B的乘積成正比 ， 而與 d成反比 。