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光电传感器一.外光电效应在光照作用下,物体内的电子从物体表面逸出的现象称外光电效应,亦称光电子发射2.当入射光频率成分不变时,单位时间内发射的光电子数与入射光光强成正比。(a)底层金属光电阴极光电管它的光电阴极K由半圆筒形金属片制成,用于在入射光照下发射光电子。阳极A是位于阴极轴心的一根金属丝,其作用是a.有效接收阴极发射的电子;b.避免阻挡入射光对阴极的辐照。阴极和阳极被封装于一个抽真空的玻璃罩内。(1)光电管的特性光电管的特性主要取决于光电阴极材料.表征光电阴极特性的主要参数有频谱灵敏度、阈波长和逸出功.(2)真空光电管的光电特性总的光电流倍增系数M将为:(C)n,其中C为各级阴极电子收集效率.光电倍增管的结构和电路如下图所示。在光照作用下,物体的导电性能如电阻率发生改变的现象称内光电效应又称光导效应1.光敏电阻的主要特征参数.(3)伏安特性在一定的光照下,光敏电阻两端所施加的电压与光电流间的关系称光敏电阻的伏安特性。(4)光谱特性(5)频率特性光敏电阻的光电流对光照强度的变化的响应特性通常用时间常数来描述。光敏电阻的时间常数——光敏电阻自光照停止到光电流下降至原值的63%时所经过的时间.(6)光谱温度特性光敏电阻的暗电阻和灵敏度随温度升高而下降。温度的变化也影响到光敏电阻的光谱特性。随温度升高,峰值波长向短波方向移动。因此对光敏电阻灵敏度降温可提高对长波长的响应。(1)光敏二极管的结构原理分析是利用PN结单向导电性的结型光电器件,其结构如图所示(a)光敏三极管符号(b)光敏三极管连接光敏三极管(3)光敏晶体管的基本特性有a.光照特性分析光敏二极管和三极管的光照特性曲线。b.伏安特性(硅光敏二极管和三极管的伏安特性如下图所示)c.光谱特性硅和锗光敏晶体管的光谱特性曲线如下图所示.d.温度特性分析下图所示的锗光敏三极管的温度特性曲线。在光线照射下能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏打效应。基于光伏打效应的器件有光电池,亦称太阳能电池.2.光电池的结构以常用的硅光电池为例进行分析,其结构如右图所示。4.光电池的基本特性(1)光照特性光电池在不同光照度下,光电流和光生电动势是不同的,它们之间的关系就是光照特性(2)光谱特性光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的。图为硅光电池和硒光电池的光谱特性曲线。(3)温度特性描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。光电池的温度特性如图所示。从图中看出,开路电压随温度升高而下降的速度较快,而短路电流随温度升高而缓慢增加。由于温度对光电池的工作有很大影响,因此把它作为测量器件应用时,最好能保证温度恒定或采取温度补偿措施。+i-i2.光电转速计的原理