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德國TURCK光電傳感器的工作原理
德國TURCK光電傳感器的工作原理
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TURCK光電傳感器在成連續(xù)變化的光電流它與被測量間呈單值關(guān)系模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后，透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變改變的程度與波測物體在光路位置有關(guān).
光敏二極管是zui常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一 樣,只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口,以便于光線射入,為增加受光面積, PN結(jié)的面積做得較大,光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,并與負(fù)載電阻相串聯(lián),當(dāng)無光照時(shí),它與普通二極管一樣，反向電流很小( <µA) , 稱為光敏二極管的暗電流;當(dāng)有光照時(shí),載流子被激發(fā),產(chǎn)生電子空穴,稱為光電載流子。在外電場的作用下, 光電載流子參于導(dǎo)電,形成比暗電流大得多的反向電流,該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比,于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外,還有對(duì)電信號(hào)放大的功能。光敏三級(jí)管的外型與一般三極管相差不大，-般光敏三極管只引出兩個(gè)極一發(fā)射極和集電極 ,基極不引出,管殼同樣開窗口,以便光線射入。為增大光照,基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。 在無光照時(shí)管子流過的電流為暗電流Iceo= ( 1+β)Icbo (很小) , 比一般三極管的穿透電流還小;當(dāng)有光照時(shí),激發(fā)大量的電子-空穴對(duì),使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,此刻流過管子的電流稱為光電流,集電極電流Ic= ( 1+)Ib ,可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,TURCK光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。
發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管，光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。
三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成,能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回,具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角,使光束幾乎是從一根發(fā)射線,經(jīng)過反射后,還是從這根反射線返回。
