?光電式傳感器-光電效應(yīng)[韋克威]
光電式傳感器是將光通量轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器。光電式傳感器的基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)。由于光電測(cè)量方法靈活多樣,可測(cè)參數(shù)眾多,一般情況下具有非接觸、高精度、高分辨率、高可靠性和反應(yīng)快等特點(diǎn),加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤、CCD器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用,使得光電傳感器的內(nèi)容極其豐富,在檢測(cè)和控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
由光的粒子學(xué)說可知,光可以認(rèn)為是由具有一定能量的粒子所組成,而每個(gè)光子所具有的能量與其頻率大小成正比。光照射在物體上就可看成是一連串的具有能量的粒子轟擊在物體上。所謂光電效應(yīng)即是由于物體吸收了能量為的光后產(chǎn)生的電效應(yīng)。從傳感器的角度看光電效應(yīng)可分為兩大類型:外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。
(1) 光電子能否產(chǎn)生,取決于光子的能量是否大于該物體的電子表面逸出功。這意昧著每一種物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的光頻閾值,稱為紅限頻率。光線的頻率小于紅限頻率,光子的能量不足以使物體內(nèi)的電子逸出,因而小于紅限頻率的人射光,光強(qiáng)再大也不會(huì)產(chǎn)生光電發(fā)射。反之,人射光頻率高于紅限頻率,即使光線微弱也會(huì)有光電子發(fā)射出來。
(2)在人射光的頻譜成分不變時(shí),產(chǎn)生的光電流與光強(qiáng)成正比,光強(qiáng)越強(qiáng)意味著人射的光子數(shù)目越多,逸出的電子數(shù)目也就越多。
(3) 光電子逸出物體表面具有初始動(dòng)能。因此光電管即使沒加陽極電壓,也會(huì)有光電流產(chǎn)生,為使光電流為零,必須加負(fù)的截止電壓,而截止電壓與人射光的頻率成正比。