传感器原理及工程应用第08章 光电式传感器

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8.1 光电器件
8.2 光纤传感器
8.３ 红外传感器
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第8章光电式传感器
第8章 光电式传感器
8.1 光电器件
光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件 , 它
是构成光电式传感器最主要的部件。 光电器件响应快、结
构简单、 使用方便 , 而且有较高的可靠性 , 因此在自动检
测、计算机和控制系统中 , 应用非常广泛。
光电器件工作的物理基础是光电效应。 在光线作
用下 , 物体的电导性能改变的现象称为内光电效应 , 如光敏
电阻等就属于这类光电器件。在光线作用下 , 能使电子逸出
物体表面的现象称为外光电效应 , 如光电管、光电倍增管就
属于这类光电器件。
在光线作用下 , 能使电子逸出物体表面的现象称
为外光电效应 , 如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件。
在光线作用下 , 能使物体产生一定方向的电动势的现象称为
光生伏特效应 , 即阻挡层光电效应 , 如光电池、 光敏晶体
管等就属于这类光电器件。
一、 光敏电阻
１． 光敏电阻的结构与工作原理
光敏电阻又称光导管 , 它几乎都是用半导体材料制
成的光电器件。 光敏电阻没有极性 , 纯粹是一个电阻器件 ,
使用时既可加直流电压 , 也可以加交流电压。无光照时 , 光
敏电阻值（暗电阻）很大 , 电路中电流（暗电流）很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时 , 它的阻
值（亮电阻）急剧减少 , 电路中电流迅速增大。 一般希望
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级 , 亮电阻在几
千欧以下。 图8 - 1 为光敏电阻的原理结构。它是
涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质 , 半导体的两端装有
金属电极 , 金属电极与引出线端相连接 , 光敏电阻就通过
引出线端接入电路。 为了防止周围介质的影响 , 在半导体
光敏层上覆盖了一层漆膜 , 漆膜的成分应使它在光敏层最
敏感的波长范围内透射率最大。
２． 光敏电阻的主要参数
（１） 暗电阻光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电
阻, 此时流过的电流称为暗电流。
（２） 亮电阻光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮
电阻 , 此时流过的电流称为亮电流。 
（３） 光电流亮电流与暗电流之差称为光电流。
３． 光敏电阻的基本特性
（ 1） 伏安特性在一定照度下 , 流过光敏电阻的电
流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。
图8 - 2 为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。 由图可见 ,
光敏
电阻在一定的电压范围内 , 其I-U 曲线为直线，说
明其阻值与入射光量有关 , 而与电压、电流无关。
（ 2） 光谱特性光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波
长的关系称为光谱特性 , 亦称为光谱响应。 图 8 - 3 为几种
不同材料光敏电阻的光谱特性。 对应于不同波长 , 光敏电
阻的灵敏度是不同的。从图中可见硫化镉光敏电阻的光谱响
应的峰值在可见光区域 , 常被用作光度量测量（照度计）的
探头。而硫化铅光敏电阻响应于近红外和中红外区 , 常用做
火焰探测器的探头。
（ 3） 温度特性温度变化影响光敏电阻的光谱响应 ,
同时 , 光敏电阻的灵敏度和暗电阻都要改变 , 尤其是响应于
红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。 图 8 - 4 为硫化
铅光敏电阻的光谱温度特性曲线 , 它的峰值随着温度上升向
波长短的方向移动。因此 , 硫化铅光敏电阻要在低温、恒温
的条件下使用。 对于可见光的光敏电阻 , 其温度影响要小
一些。
摘要：

8.1光电器件8.2光纤传感器8.３红外传感器返回主目录第8章光电式传感器第8章光电式传感器8.1光电器件光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件,它是构成光电式传感器最主要的部件。光电器件响应快、结构简单、使用方便,而且有较高的可靠性,因此在自动检测、计算机和控制系统中,应用非常广泛。光电器件工作的物理基础是光电效应。在光线作用下,物体的电导性能改变的现象称为内光电效应,如光敏电阻等就属于这类光电器件。在光线作用下,能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件。在光线作用下,能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管就属于这类光电...

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