监测与接口.ppt

、接收管的使用方法;;;。。利用这种传感器测量非电量时,只需将这些非电量的变化转换为光信号的变化,就可以将非电量的变化转换为电量的变化而进行检测。光电式传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度和反应快等特点。光具有波粒二象性。光的粒子学说认为光是由一群光子组成的,每一个光子具有一定的能量,光的能量为E=hf,其中h为普朗克常数。h=×10-34Js,,光的频率越高,,如光合效应、光热效应、光电效应等。光电式传感器的理论基础就是光电效应,即光照射在某一物体上,可以看作物体受到一连串能量为hf的光子所轰击,,光电效应大致可以分为三类:,物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象称为外光电效应,也称为光电发射效应。逸出来的电子称为光电子。外光电效应可用爱因斯坦光电方程来描述式中,v是电子逸出物体表面时的初速度;m是电子的质量;W是金属材料的逸出功(金属表面对电子的束缚).上式为著名的爱因斯坦光电方程,它揭示了光电效应的本质。根据爱因斯坦的假设:一个光子的能量只能给一个电子,因此单个的光子把全部能量传给物体中的一个自由电子,使自由电子的能量增加为hf,这些能量一部分用于克服逸出功形,另一部分作为电子逸出时的初动能。由于逸出功与材料的性质有关,当材料选定后,要使金属表面有电子逸出,入射光的频率f有一最低的限度。当hf小于W时,即使光通量很大,也不可能有电子逸出,这个最低限度的频率称为红限频率。当hf大于W时,光通量越大,逸出的电子数目也越多,光电流也就越大。根据外光电效应制成的光电元器件有光电管、光电倍增管、光电摄像管等。,使物体导电能力发生变化的现象称为内光电效应,也称为光电导效应。根据内光电效应制成的光电元器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管和光敏晶闸管等。,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的光电元器件是光电池。光电开关光电开关是用来检测物体的靠近、通过等状态的光电式传感器。它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为开关信号的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电绝缘),所以它可以在许多场合得到应用。,发射器发出的光线直接进入接收器,当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时,光电开关就会产生开关信号。当检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可靠的检测装置,如图a所示。