光敏传感器(光敏传感器).ppt

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1、第三章光敏传感器及应用技术梁长垠教授ProfessorLiang第三章光敏传感器及应用技术教学目的：1、了解光敏传感器的作用、分类和使用方法；2、熟悉常用光敏传感器的特点及应用范围；4、掌握常用光敏传感器的工作原理及使用方法；5、学会正确选用光敏传感器的方法。第三章光敏传感器及应用技术教学重点：1、光敏传感器特点与选用；2、光敏传感器原理及接口电路设计方法。教学难点：1、光温敏传感器工作原理；2、光敏传感器应用电路分析与设计方法；教学方法：1、引导文教学法2、引探教学法3、头脑风暴法问题思考：1、光敏传感器的作用是什么？2、常用的光

2、敏传感器有哪些种？各自的原理是什么?3、何为光电效应？可见光的波长范围是多少?4、光敏电阻的阻值由什么因素决定？5、光敏二极管工作在什么状态？6、光电池的的原理是什么？7、光电开关在日常生活和工业生产中有哪些应用？8、举出20种以上光敏传感器的应用场景。第三章光敏传感器及应用技术第三章光敏传感器及应用技术第一节光敏传感器基础知识—光谱与光度单位—光电效应与光敏器件第二节常用光敏传感器工作原理—光敏传感器组成与工作原理—光敏电阻—光敏二、三极管—光电池—红外热释电传感器第三节光敏传感器应用电路分析与训练—光电开关报警电路设计—人体脉搏

3、测量电路设计一、光敏传感器基础知识1.光谱可见光的光谱范围：380~780nm对应光色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫第一节光敏传感器基础知识一、光敏传感器基础知识2.光度单位光通量：单位时间内产生光感的能量之和发光强度：光源在某一给定方向的单位立体角内发射的光通量发光效率：发射光通量与消耗电功率比值照度：单位被照面积上接收到的光通量亮度：视角方向上单位面积的发光强度第一节光敏传感器基础知识二、光敏器件与光电效应1.光敏器件把光信号转换为电信号的一种元器件。常用的光敏器件有：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、热释电红外热敏器件等

4、。光敏器件的工作基础是光电效应。2.光电效应光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的物理现象。3.光电效应的分类第一节光敏传感器基础知识光电效应外光电效应内光电效应二、光敏器件与光电效应1）外光电效应在光线作用下使电子逸出物质表面的现象。其中向外发射的电子称为光电子，能够承受光电效应的物质称为光电材料。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管（将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。）等器件图第一节光敏传感器基础知识二、光电效应与光敏器件2）内光电效应在光线作用下所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电

5、阻率发生变化产生光电流或光生伏特的现象，称为内光电效应。内光电效应又可分为：光电导效应光生伏特效应红外热释电效应第一节光敏传感器基础知识二、光敏器件与光电效应（1）光电导效应当入射光子射入到半导体时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其电导率增大。基于这种效应的器件有光敏电阻。（2）光生伏特效应在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。基于该效应的器件有光电池和光敏二/三极管。（3）热释电效应一些晶体受到红外线热辐射转化为热量时，两端会产生数量相等、极性相反的电荷，这种由热变化产生的电极化现象称为热释电效应。能够承受热电效应的晶

6、体称为热释电元件.第一节光敏传感器基础知识一、光敏电阻1.基本概况与参数光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。暗电阻：光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。第二节常用光敏传感器工作原理一、光敏电阻1.基本概况与参数无光照时,光敏电阻值（暗电阻）很大,电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值（亮电阻）急剧减少,电路中电流迅速增大。一般

7、希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级,亮电阻在几千欧以下。第二节常用光敏传感器工作原理一、光敏电阻2.光敏电阻特点光谱响应范围宽（特别是对红光和红外辐射）；偏置电压低，工作电流大；动态范围宽，既可测强光，也可测弱光；光电导增益大，灵敏度高；无极性，使用方便；在强光照射下，光电线性度较差光电响应时间较长，频率特性较差。第二节常用光敏传感器工作原理一、光敏电阻3.光敏电阻基本特性伏安特性光照特性光谱特性响应时间和频率特性温度特性第二节常用光敏传感器工作原理一、光敏电阻①伏安特性在

8、一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系在给定的偏压情况下，光照度越大，光电流也就越大；在一定光照度下，加的电压越大，光电流越大，没有饱和现象。光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的，耗散功率又和面积以及散热条件等因素有