光電式傳感器（轉(zhuǎn)載）

光電式傳感器

光電效應(yīng)與光電器件
光電效應(yīng)
　　光電效應(yīng)可以分為以下三種類型。
　　（1）外光電效應(yīng)
　　在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面，向外發(fā)射的現(xiàn)象叫外光電效應(yīng)。
　　只有當(dāng)光子能量大于逸出功時(shí)，即 時(shí)，才有電子發(fā)射出來，即有光電效應(yīng)，當(dāng)光子的能量等于逸出功時(shí)，即 時(shí)，逸出的電子初速度為0，此時(shí)光子的頻率 為該物質(zhì)產(chǎn)生外光電效應(yīng)的最低頻率，稱為紅限頻率。
　　利用外光電效應(yīng)制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。
　　（2）光電導(dǎo)效應(yīng)
　　在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。由于這里沒有電子自物體向外發(fā)射，僅改變物體內(nèi)部的電阻或電導(dǎo)，有時(shí)也稱為內(nèi)光電效應(yīng)。與外光電效應(yīng)一樣，要產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)，也要受到紅限頻率限制。
　　利用光電導(dǎo)效應(yīng)可制成半導(dǎo)體光敏電阻。
　　（3）光生伏特效應(yīng)
　　在光的作用下，能夠使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應(yīng)。
　　利用光生伏特效應(yīng)制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。 　　

各種光電器件都有下述特性：
（1）光電流 光敏元件的兩端加一定偏置電壓后，在某種光源的特定照度下產(chǎn)生或增加的電流稱為光電流。
（2）暗電流 光敏元件在無光照時(shí)，兩端加電壓后產(chǎn)生的電流稱為暗電流。
（3）光照特性 當(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關(guān)系，稱為光照特性。一般可表示為 。
（4）光譜特性 當(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，如果照射在光敏元件上的是一單色光，當(dāng)入射光功率不變時(shí)，光電流隨入射光波長變化而變化的關(guān)系 ，稱為光譜特性。
光譜特性對選擇光電器件和光源有重要意義，當(dāng)光電器件的光譜特性與光源的光譜分布協(xié)調(diào)一致時(shí)，光電傳感器的性能較好，效率也高。在檢測中，應(yīng)選擇最大靈敏度在需要測量的光譜范圍內(nèi)的光敏元件，才有可能獲得最高靈敏度。
（5）伏安特性 在一定照度下，光電流I與光敏元件兩端的電壓U的關(guān)系 稱為伏安特性。
（6）頻率特性 在相同的電壓和相同幅值的光強(qiáng)度下，當(dāng)入射光以不同的正弦交變頻率調(diào)制時(shí)，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調(diào)制頻率f變化的關(guān)系： 、 稱為頻率特性。
（7）溫度特性 環(huán)境溫度變化后，光敏元件的光學(xué)性質(zhì)也將隨之改變，這種現(xiàn)象稱為溫度特性。