3.1.1光電式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速原理

●項(xiàng)目——速度檢測(cè)●任務(wù)——光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?任務(wù)導(dǎo)入在各種車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，都需要對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)。

光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電傳感器光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●定義：將被測(cè)量的變化通過(guò)光信號(hào)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，稱為光電傳感器或光電元件。優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用√結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單√精度高√響應(yīng)快√非接觸√計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)√控制系統(tǒng)?光電效應(yīng)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●工作原理：基于光電效應(yīng)。用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串具有一定能量的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光生伏特效應(yīng)?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)物體在光線作用下，內(nèi)部電子吸收能量后，逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。基于該效應(yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管等。光子能量被電子吸收后，能量轉(zhuǎn)化為電子逸出功A0和動(dòng)能電子質(zhì)量電子逸出速度物體的表面電子逸出功?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)不同材料有不同的逸出功，對(duì)某種材料而言有一個(gè)頻率限，當(dāng)入射光的頻率低于此頻率限時(shí)，不論光強(qiáng)多大，也不能激發(fā)電子，此頻率限成為“紅限”。光子能量被電子吸收后，能量轉(zhuǎn)化為電子逸出功A0和動(dòng)能電子質(zhì)量電子逸出速度物體的表面電子逸出功●光電管由一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極構(gòu)成，并密封在一支真空玻璃管內(nèi)。光電管的陰極是接受光的照射，它決定了器件的光電特性。陽(yáng)極由金屬絲做成，用于收集電子。?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)

1.光電管真空光電管的結(jié)構(gòu)和實(shí)物圖a)中心陽(yáng)極型b)半圓柱面陰極型c)實(shí)物圖接受光的照射，它決定了器件的光電特性由金屬絲做成，用于收集電子光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●當(dāng)陰極受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電子克服金屬表面對(duì)它的束縛而逸出金屬表面，形成電子發(fā)射。電子被帶正電位的陽(yáng)極所吸引，在光電管內(nèi)就有了電子流，在外電路中便產(chǎn)生了電流。

1.光電管——工作原理?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●由于材料的逸出功不同，所以不同材料的光電陰極對(duì)不同頻率的入射光有不同的靈敏度，人們可以根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選擇不同陰極材料的光電管。

1.光電管——工作原理?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)2.光電倍增管K光電陰極若干倍增極陽(yáng)極倍增極上的涂料在電子轟擊下能發(fā)射更多電子，倍增極之間有依次增大的加速電壓。?光電效應(yīng)——外光電效應(yīng)2.光電倍增管●光電倍增管能將一次次閃光轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)放大了的電脈沖，然后送到電子線路去，記錄下來(lái)。當(dāng)光照射到光陰極時(shí)，光陰極向真空中激發(fā)出光電子。這些光電子按聚焦極電場(chǎng)進(jìn)入倍增系統(tǒng)，并通過(guò)進(jìn)一步的二次發(fā)射得到的倍增放大。然后把放大后的電子用陽(yáng)極收集作為信號(hào)輸出

K?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)●定義：在光線的作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻光敏二極管光敏三極管光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)●光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制成的利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電器件，又稱光導(dǎo)管。1.光敏電阻√電導(dǎo)率增大電阻值變小√純電阻元件，其材料有金屬硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體材料光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●在玻璃底板上均勻地涂上薄薄的一層半導(dǎo)體物質(zhì)，半導(dǎo)體的兩端裝上金屬電極，使電極與半導(dǎo)體層可靠地電接觸，然后將它們壓入塑料封裝體內(nèi)。為了防止周?chē)橘|(zhì)的污染，在半導(dǎo)體光敏層上覆蓋一層漆膜，漆膜成分的選擇應(yīng)該使它在光敏層最敏感的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射率最大。?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)1.光敏電阻——光敏電阻的結(jié)構(gòu)光敏電阻的結(jié)構(gòu)1-玻璃；2-光電導(dǎo)層；3-電極；4-絕緣襯底；5-金屬殼；6-黑色絕緣玻璃；7-引線光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)1.光敏電阻——光敏電阻的原理●工作時(shí)，光敏電阻兩電極間加上電壓，其中便有電流通過(guò)?！虩o(wú)光照時(shí)，光敏電阻值(暗電阻)很大，電路中電流很?。弧坍?dāng)有光照時(shí)，由于光電導(dǎo)效應(yīng)，光敏電阻值(亮電阻)急劇減少，電流迅速增加，電流隨著光強(qiáng)的增加而變大，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)1.光敏電阻——光敏電阻的參數(shù)光電流亮電阻暗電阻和暗電流光敏電阻在室溫條件下，在全暗后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間測(cè)量的電阻值，稱為暗電阻。此時(shí)流過(guò)的電流，稱為暗電流。光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。亮電流與暗電流之差，稱為光電流。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，

此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)●定義：光電二極管是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)2.光敏二級(jí)管光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——內(nèi)光電效應(yīng)2.光敏二級(jí)管光敏二極管的符號(hào)和接線●光敏二極管工作在反向狀態(tài)，無(wú)光照時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，這反向電流稱為暗電流，處于截止?fàn)顟B(tài)?！裼泄庹諘r(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)受激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，少數(shù)載流子濃度大大增加，在反向電壓的作用下，形成光電流，處于導(dǎo)通狀態(tài)。光的照度越大，光電流越大。?光電效應(yīng)——光生伏特效應(yīng)●定義：在光線的作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)?；诠馍匦?yīng)的光電元件有光電池等。光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)光電式傳感器轉(zhuǎn)速檢測(cè)?光電效應(yīng)——光生伏特效應(yīng)1.光電池●定義：光電池是一種利用光生伏特效應(yīng)把光直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體光電器件?！駥?shí)質(zhì)：在有光線作用時(shí)實(shí)質(zhì)就是電源，電路中有了這種器件就不需要外加電源。硒光電池砷化鎵光電池硅光電池鍺光電池●它是在一塊N型硅片上用擴(kuò)散的辦法摻入一些P型雜質(zhì)(如硼)形成PN結(jié)。當(dāng)光照到PN結(jié)區(qū)時(shí)，如果光子能量足夠大，將在結(jié)區(qū)附近激發(fā)出電子-空穴對(duì)，在N區(qū)聚積負(fù)電荷，P區(qū)聚積正電荷，這樣N區(qū)和P區(qū)之間出現(xiàn)電位差。若將PN結(jié)兩端用導(dǎo)線連起來(lái)，電路中有電流流過(guò)，電流的方向由