第8章光电式传感器.ppt

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(1)热辐射光源:太阳、白炽灯、卤钨灯
(2)气体放射光源:***灯、钠灯、金属卤化物灯
(3)发光二极管
(4)激光器


(1)光电管的结构原理及基本特性
(2)光电倍增管的结构原理及基本特性
(3)光敏电阻的结构原理及基本特性
(4)光电池的结构原理及基本特性
(5)光电二极管的结构原理及基本特性
(6)数字图像传感器的结构及特性
(1)光电管的结构原理及基本特性
光电管结构原理:
分类:真空光电管、充气式光电管。
结构:阴极在玻璃管内壁上涂以阴极材料,阳极为置于光电管中心的环形金属丝
(1)光电管的结构原理及基本特性
光电管基本特性:
(1)光照特性:指光电管两端所加电压不变时,光能量φ与光电流Iφ之间的关系。对于氧铯阴极的光电管,Iφ与φ呈线性关系,1号线;但对于锑铯阴极的光电管,当光通量较大时,Iφ与φ呈非线性关系,2号线。光照特性曲线的斜率称为光电管的灵敏度。
(1)光电管的结构原理及基本特性
(2)光谱特性:不同的阴极材料对同一种波长的光有不同的灵敏度。对于红外光,选用氧铯阴极光电管;对于可见光,选用锑铯材料;对紫外光,常用锑铯阴极和镁镉阴极。
(3)伏安特性:指在一定的光通量照射下,光电流与光电管两端的电压关系。在不同的光通量照射下,伏安特性是几条相似的曲线。当极间电压高于50V时,光电流开始饱和,所有的光电子都达到了阳极。
图8-4光电管的伏安特性
(1)光电管的结构原理及基本特性
(3)暗电流:光电管在全暗条件下,极间加上工作电压,光电流并不等于零,该电流称为暗电流。它对测量微弱光强及精密测量的影响很大,在特定的应用场合下应尽量选用暗电流小的光电管。
(4)温度特性:光电管输出信号及特性与温度的关系称温度特性。工作环境温度变化会影响光电管的灵敏度,因此应严格在各种阴极材料规定的温度下使用。
(5)频率特性:当入射光强度以不同的正弦交变频率调制时,光电管输出的光电流I(或灵敏度)与频率f的关系,称为频率特性。由于光电发射几乎具有瞬时性,所以真空光电管的调制频率可高达1MHZ以上。
(2)光电倍增管的结构原理及基本特性
光电倍增管结构原理:
结构:在光电发射和二次反射的基础上,光电倍增极在电子轰击下可发射更多刺激电子,在每个倍增极依次增大电压,光电流增加。
若σ=4,n=10时,σ10=410≈1*106,光电倍增管放大倍数很高。
(2)光电倍增管的结构原理及基本特性
光电倍增管基本特性:
(1)光照特性
(2)光谱特性
(3)伏安特性
(4)暗电流
(3)光敏电阻的结构原理及基本特性
光敏电阻:又称光导管,半导体材料制成的器件。
光敏电阻没有极性,电极采用梳妆以增大接触面积,纯粹是一个电阻器件,既可加直流电压,也可以加交流电压。
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量级,亮电阻值在几千欧以下。