光電傳感器的原理和三種類型

光電傳感器是一種小型電子設備，各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關鍵元件。它主要是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。
光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
光電傳感器(透過型）
光電元件是光電傳感器中重要的組成部分，它的核心工作原理是不同類型的光電效應。根據(jù)波粒二象性，光是由光速運動的光子所組成， 當物體受到光線照射時，其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài)，自身的電性質(zhì)也會發(fā)生改變，這樣的現(xiàn)象稱為光電效應。

根據(jù)電屬性狀態(tài)的不同變化，將光電效應分為以下三種：
1）外光電效應
在光線作用下使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應。基于外光電效應的光電元件有光電管，光電倍增管等。
2）光電島效應
有光電管，光電倍增管等。
半導體內(nèi)的電子吸收光子后不能躍出半導體，使物體的電導率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應。內(nèi)光電效應按其工作原理可分為光電導效應和光生伏應。基于光電導效應的光電元件有光敏電阻，光敏晶體管等。
3）光生伏應
在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應。基于光生伏應的光電元件有光電池和光敏二極管、三極管等。
以光電管為例，當入射光照射在陰極上時，單個光子把它的全部能量傳遞給陰極材料中的一個自由電子，從而使自由電子的能量增加。當電子獲得的能量大于陰極材料的逸出功時，它就可以克服金屬表面束縛而逸出，形成電子發(fā)射，這種電子稱為光電子。只有當入射光的頻率高于極限頻率時，才會產(chǎn)生光電子。

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