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光敏傳感器的工作原理及其應用

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-11-18

  如今在人類的生產(chan) 、生活中,傳(chuan) 感器已得到了廣泛的應用,尤其對於(yu) 高精密的產(chan) 品要借助各種傳(chuan) 感器來監視和控製生產(chan) 過程中的各個(ge) 參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,並使產(chan) 品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾(zhong) 多的優(you) 良的傳(chuan) 感器,現代化生產(chan) 也就失去了基礎。在醫學中,借助傳(chuan) 感器能夠更好分析病因,得到一個(ge) 好的治療方案。在科研究中,傳(chuan) 感器更具有突出的地位,許多領域人的感官還有簡易的傳(chuan) 感器根本無法得到精確的數據,必須借助高精密的傳(chuan) 感器來實現分析測量,而光敏傳(chuan) 感器是利用光敏元件將光信號轉換為(wei) 電信號的傳(chuan) 感器,因其具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,故而在自動控製和非電量電子技術中占有非常重要的地位。

  光敏傳(chuan)

  光敏傳(chuan) 感器是最常見的傳(chuan) 感器之一,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳(chuan) 感器、紫外線傳(chuan) 感器、光纖式光電傳(chuan) 感器、色彩傳(chuan) 感器、CCD和CMOS圖像傳(chuan) 感器等。國內(nei) 主要廠商有OTRON品牌等。光傳(chuan) 感器是目前產(chan) 量最多、應用最廣的傳(chuan) 感器之一,它在自動控製和非電量電測技術中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳(chuan) 感器是光敏電阻,當光子衝(chong) 擊接合處就會(hui) 產(chan) 生電流。

  光敏傳(chuan)

  光敏傳感器的分類:

  光敏傳(chuan) 感器是最常見的傳(chuan) 感器之一,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳(chuan) 感器、紫外線傳(chuan) 感器、光纖式光電傳(chuan) 感器、色彩傳(chuan) 感器、CCD和CMOS圖像傳(chuan) 感器等。光傳(chuan) 感器是目前產(chan) 量最多、應用最廣的傳(chuan) 感器之一,它在自動控製和非電量電測技術中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳(chuan) 感器是光敏電阻,當光子衝(chong) 擊接合處就會(hui) 產(chan) 生電流。

  光敏傳(chuan) 感器的組成

  光敏傳(chuan)

  光傳(chuan) 感器不隻局限於(yu) 對光的探測,它還可以作為(wei) 探測元件組成其他傳(chuan) 感器,對許多非電量進行檢測,隻要將這些非電量轉換為(wei) 光信號的變化即可。光傳(chuan) 感 器是目前產(chan) 量最多、應用最廣的傳(chuan) 感器之一,它在自動控製和非電量電測技術中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳(chuan) 感器是光敏電阻,當光子衝(chong) 擊接合處就會(hui) 產(chan) 生 電流。

  光傳(chuan) 感器是利用光敏元件將光信號轉換為(wei) 電信號的傳(chuan) 感器,它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。光傳(chuan) 感器不隻局限於(yu) 對光的探測,它還可以作為(wei) 探測元件組成其他傳(chuan) 感器,對許多非電量進行檢測,隻要將這些非電量轉換為(wei) 光信號的變化即可。

  光敏傳感器的特點:

  該光敏傳(chuan) 感器適合測量室外自然光線, 常用於(yu) 環境或生物監控實驗中。(該傳(chuan) 感器量程較大)它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。光傳(chuan) 感器不隻局限於(yu) 對光的探測,它還可以作為(wei) 探測元件組成其他傳(chuan) 感器,對許多非電量進行檢測,隻要將這些非電量轉換為(wei) 光信號的變化即可。光傳(chuan) 感器是目前產(chan) 量最多、應用最廣的傳(chuan) 感器之一,它在自動控製和非電量電測技術中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳(chuan) 感器是光敏電阻,當光子衝(chong) 擊接合處就會(hui) 產(chan) 生電流。

  光敏傳感器的工作原理:

  光傳(chuan) 感器是利用光敏元件將光信號轉換為(wei) 電信號的傳(chuan) 感器,它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。光傳(chuan) 感器不隻局限於(yu) 對光的探測,它還可以作為(wei) 探測元件組成其他傳(chuan) 感器,對許多非電量進行檢測,隻要將這些非電量轉換為(wei) 光信號的變化即可。

  光敏傳(chuan)

  光敏傳(chuan) 感器內(nei) 裝有一個(ge) 高精度的光電管,光電管內(nei) 有一塊由”針式二管”組成的小平板,當向光電管兩(liang) 端施加一個(ge) 反向的固定壓時,任何光了對它的衝(chong) 擊都將導致其釋放出電子,結果是,當光照強度越高,光電管的電流也就越大,電流通過一個(ge) 電阻時,電阻兩(liang) 端的電壓被轉換成可被采集器的數模轉換器接受的0-5V電壓,然後采集以適當的形式把結果保存下來。簡單的說,光敏傳(chuan) 感器就是利用光敏電阻受光線強度影響而阻值發生變化的原理向機器人主機發送光線強度的模擬信號。 光敏電阻器又叫光感電阻,其工作原理是基於(yu) 內(nei) 光電效應。 光敏電阻是利用半導體(ti) 的光電效應製成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器;入射光強,電阻減小,入射光弱,電阻增大。光敏電阻器一般用於(yu) 光的測量、光的控製和光電轉換(將光的變化轉換為(wei) 電的變化)。

  (1)光敏電阻

  光敏傳(chuan)

  原理:它是基於(yu) 半導體(ti) 光電效應工作的。光敏電阻無極性,純粹是一個(ge) 電阻元件。使用時可以加直流電壓,也可以加交流電壓。

  光敏電阻的工作原理:光照時,電阻很小;無光照時,電阻很大。光照越強,電阻越小;光照停止,電阻又恢複原值。

  光譜範圍:從(cong) 紫外線區到紅外線區。 優(you) 點:靈敏度高,體(ti) 積小,性能穩定,價(jia) 格較低。

  光敏電阻的性能參數: 光敏電阻不受光照時的電阻稱為(wei) 暗電阻,此時流過的電流稱為(wei) 暗電流。在受到光照時的電阻稱為(wei) 亮電阻,此時電流稱為(wei) 亮電流。暗電阻越大越好,亮電阻越小越好。實際應用時,暗電阻大約在兆歐級,亮電阻大約在幾千歐以下。

  光敏電阻的伏安特性:

  光敏電阻的伏安特性

  ① 所加電壓U越高,光電流I也越大,而且無飽和現象。

  ② 在給定的光照下,U-I曲線是一直線,說明電阻值與(yu) 外加電壓無關(guan) 。

  ③ 在給定的電壓下,光電流的數值將隨光照的增強而增加。

  (2) 光敏二極管

  光敏二極管與(yu) 半導體(ti) 二極管在結構上是類似的,其管芯是一個(ge) 具有光敏特征的PN結,具有單向導電性,因此工作時需加上反向電壓。 無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流,此時光敏二極管截止。當受到光照時,飽和反向漏電流大大增加,形成光電流,它隨入射光強度的變化而變化。 當光線照射PN結時,可以使PN結中產(chan) 生電子一空穴對,使少數載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移,使反向電流增加。因此可以利用光照強弱來改變電路中的電流。無光是出於(yu) 截止狀態,有光時導通。

  (3)光敏三極管

  分為(wei) PNP和NPN兩(liang) 種。 光敏三極管和普通三極管相似,也有電流放大作用,隻是它的集電極電流不隻是受基極電路和電流控製,同時也受光輻射的控製。 通常基極不引出,但一些光敏三極管的基極有引出,用於(yu) 溫度補償(chang) 和附加控製等作用。

  光電特性:在光敏電阻兩(liang) 級電壓固定不變時,光照度與(yu) 電阻及電流間的關(guan) 係稱為(wei) 光電特性。

  光電特性曲線如下圖所示:

  光敏電阻的特性曲線

  光敏傳感器的應用:

  光敏傳(chuan) 感器中最簡單的電子器件是光敏電阻,它能感應光線的明暗變化,輸出微弱的電信號,通過簡單電子線路放大處理,可以控製LED燈具的自動開關(guan) 。因此在自動控製、家用電器中得到廣泛的應用,對於(yu) 遠程的照明燈具,例如:在電視機中作亮度自動調節,照相機種作自動曝光;另外,在路燈、航標等自動控製電路、卷帶自停裝置及防盜報警裝置中等。

  光敏傳(chuan) 感器主要應用於(yu) 太陽能草坪燈、光控小夜燈、照相機、監控器、光控玩具、聲光控開關(guan) 、攝像頭、防盜錢包、光控音樂(le) 盒、生日音樂(le) 蠟燭、音樂(le) 杯、人體(ti) 感應燈、人體(ti) 感應開關(guan) 等電子產(chan) 品光自動控製領域。

  光敏傳(chuan) 感器的應用主要是光敏電阻的應用,因此在自動控製、家用電器中存在廣泛的應用。

  例如:在電視機中作亮度自動調節、在照相機中作自動曝光、在路燈、航標中作自動電路控製、防盜報警裝置等,在此,主要討論大家最熟悉,應用非常廣泛的,即當前光敏傳(chuan) 感器在智能手機中的應用。

  光敏傳(chuan) 感器在智能手機上的應用:

  手機從(cong) 最初的芯片降耗節能,實現超常待機,到LCD“屏變”,節能、健康、不刺眼,一直發展到今天,利用線性光敏傳(chuan) 感器實現諸多功能。

  ⑴ 鍵盤節能感應 在正常使用手機的情況下,白天可自動關(guan) 閉鍵盤背光燈,晚上則可自動開啟,起到節能作用。

  ⑵ 智能感光(LCD 屏感應) 感應環境光線強弱自動調節LCD 屏亮度等級、圖像色彩。太陽光下看得更清晰,晚上不刺眼,隨時隨地自動調節亮度,保護視力的同時能節省手機的功耗。

  ⑶ 來電鈴聲轉靜音 當你正在會(hui) 議中,手機卻響起洪亮的來電鈴聲,而對方又是自己多年未見的好朋友,接?還是掛?都不行!輕觸光感IC 窗口兩(liang) 次,來電鈴聲輕鬆轉為(wei) 靜音了,既不打擾會(hui) 議,又不會(hui) 得罪朋友,一舉(ju) 兩(liang) 得。

  ⑷ 拍攝自動補光感應 拍照時什麽(me) 時候該開補光燈呢?交給光感IC LXD/GB5-A1DPZ 吧,隻要你在自動模式下,它就會(hui) 在需要補光時自動為(wei) 你開啟補光燈,不需補光時又能自動為(wei) 你關(guan) 閉。

Tags:光敏傳感器,光敏電阻,傳感器  
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