DFLS系/列液位开关，Photoelectric sensor,
光电开关，光电传感器
photoelectric switch, liquid level switch
DFLS光电液位传感器采用专用IC 设计，调制电路抗干扰，放大器内置型，启动延时、电源反接保护、输出过载保护，5us pulse 时间保证传感器产期稳定性。耐温范围可达-40℃ ~ 125℃，超低功耗、快速响应、±1mm 检出精度，耐油防水耐腐蚀、小尺寸螺纹结构安装便利，可替代GEMS、霍尼韦尔等进口型号。
产品优点：
1. 采用专用IC 设计，调制电路，放大器内置型
2. 5us pulse 时间保证传感器长期稳定性
3. 耐温范围可达-40℃ ~ 125℃
4. 超低功耗、快速响应、±1mm 检出精度
5. 耐油防水、小尺寸、螺纹结构易安装
6. 启动延时、电源反接保护、输出过载保护
产品参数：
外壳透明壳体（带螺母不带螺母可选）或者黑色壳体（带螺母不带螺母可选）
标准检测物体水、各种溶液（耐酸碱性中等）水、各种溶液（耐酸碱性更强）
电源电压DC10~24V±10% 脉动(p-p)10%以下
消耗电流6mA Max （不包括负载）
负载电流100mA Max
检出精度优于±1mm
电路保护电源反向保护、输出短路保护(注释1)、输出逆接保护
动作输出类型NPN / PNP 可选
动作指示灯橙色动作指示灯（入水熄灭）无
动作模式Light ON / Dark ON 可选（注释2）
电气寿命10 万次以上（开闭频率1,800 次/小时）
使用环境照度太阳光：80,000lx ; 白炽灯：5,000lx
绝缘电阻20MΩ以上（DC500V 兆欧表）
保护结构IP67
连接方式单芯*3 导线引出式，线长30cm
质量(捆包) 约20g
材质聚砜
配件密封圈、螺母
注释1：光电开关的短路保护由ASIC 中的比较器通过监测输出回路中的一个电阻实现,当电阻上的电压超过一定的阈值时,输出NPN 管被关断（响应时间为100ns）。电路延时20ms 后,重新监测电阻上的电压
注释2：参考动作/稳定状态指示表及Light On/Dark On 输出表；
注释3：需要在高温/ 低温（-40℃-125℃）环境下使用，
动作/稳定状态指示表及Light On/Dark On 输出表
注释：亮动模式下，入水灯灭；暗动模式下，入水灯亮（黑色壳体无指示灯）。
接线图及尺寸说明
M12 N型M12 P型
液位传感器的基本原理
工作原理:容器内的液位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出"开""关"的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出"开"的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。液位传感器转换过程中的能量关系分类，可分为能最转换型和能最控制型。能量转换型是磁性翻柱液位传感器直接将被测量的能最转换为输出量的能量;能量控制型是由外部供给液位传感器能量。而由被测量来控制输出的能量。
液位传感器转换原理分类，可分为电阻式、微波式、激光式、超声式、光电式、热电式、电感式、电容式、电磁式、压电式、髯尔式、光纤式及核辐射式等等。
液位传感器转换过程中的物理现象分类，可分为结构型和物性型。结构型是依靠液位传感器结构变化来实现参数转换的;物性型是利用液位传感器的敏感元件特性变化实现参数转换的。
液位传感器的用途分类.可分为重址、位移、速度、加速度、力、电压、电流、温度、压力、流傲、功率物性参数等等。效应及机体部分组织、微生物，把被测量转换为电最参数。
液位传感器输出量的形式分类，可分为模拟式和数字式传感器。模拟式液位传感器枪出为模拟量;数字式液位传感器输出直接为数字量。
液位传感器的功能分类.可分为传统型和智能型。传统型磁翻板液位传感器一般是指只具有显示和输出功能的液位传感器;真正意义上的智能液位传感器，推理、感知、应该具备学习、通讯等功能，具有精度高、性能价格比高、使用方便等特点。
光电开关种类规格及选型
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光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线（或者对光线有遮挡作用）的物体均可以被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来计数机械臂的运动次数。
光电开关种类选择
光电开关的选型必须考虑到实际应用！您说的每种光电开关，都有大体适用的场合（仅仅是大体），但是，举个例子，虽然可能应用中检测距离差不多，但是检测物体不一样，或者安装条件不一样，都可能造成选型不同，所以具体情况要具体分析，我觉得并没有一个教科书似的选型手册。
已经把几种光电开关的特性介绍的比较好了，但如我之前说，都是大体适用范围。选型之前必须咨询制造商的选型工程师，以免给您造成损失。
光电开关种类规格及选型
光电开关型号的含义
SICK接近开关
IM12-04NNS-ZW1 ------------圆形直径是12mm，感应距离4mm，金属材质的电感型近接开关。功能较简单，有很多替代的。NPN、常开、DC24v供电
SICK光电开关
VTF18-4N1212--------------圆形直径是18mm，感应距离40cm，金属材质的直接反射型光电开关。DC24v供电。
光电开关的种类
光电开关按结构可分为放大器分离型、放大器内藏型和电源内藏型三类。
放大器分离型是将放大器与传感器分离，并采用专用集成电路和混合安装工艺制成，由于传感器具有超小型和多品种的特点，而放大器的功能较多。因此，该类型采用端子台连接方式，并可交、直流电源通用。具有接通和断开延时功能，可设置亮、音动切换开关，能控制6种输出状态，兼有接点和电平两种输出方式。
放大器内藏型是将放大器与传感一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成，使用直流电源工作。其响应速度局面（有0.1ms和1ms两种），能检测狭小和高速运动的物体。改变电源极性可转换亮、暗动，并可设置自诊断稳定工作区指示灯。兼有电压和电流两种输出方式，能防止相互干扰，在系统安装中十分方便。
电源内藏型是将放大器、传感器与电源装置一体化，采用专用集成电路和表面安装工艺制成。它一般使用交流电源，适用于在生产现场取代接触式行程开关，可直接用于强电控制电路。也可自行设置自诊断稳定工作区指示灯，输出备有SSR固态继电器或继电器常开、常闭接点，可防止相互干扰，并可紧密安装在系统中
光电开关种类规格及选型
光电开关的分类和检验标准
一、光电开关的分类
1.按检测方法的分类
（1）光量法
目前大多数光电开关用来检测物体有无的均为光量方式?既光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无。
（2）三角测距法
光量方式容易受到物体表面的光洁度、粗糙度、颜色所影响?因此在一些要求比较高的场合就需要采用距离法检测。
（3）激光测量法
由激光器对被测目标发射一个光信号?然后接受目标反射回来的光信号?通过测量光信号往返经过的时间?计算出目标的距离。
2.按光源种类的分类
光源目前采用的大多是发光二极管（LED）?根据不同使用目的的区别使用。
（1）白炽灯式（可见光）
用于需要白光的标志检测器?由于寿命与抗震性能?现在使用比较少。
（2）发光二极管（LED）式（可见光、近红外光）
具有调制容易、寿命长、小型、功耗小、抗震等优点是光电开关理想的光源?可用于各种用途。
（3）荧光式（可见光）
主要用于需要长度的光电系统（图像传感器等）
（4）紫外光式（不可见光）
通过照射紫外线用于检测发生可见光的物体（荧光整理疵点、食品中的异物等）。
（5）气体激光式（可见光）
光束比较强?用于探伤系统、条形码系统、及强光衰减大的场合?如蒸汽、烟雾、火焰等场合。
（6）半导体激光式（红光、近红外光）
具有较强的透射率和容易调制的特性?用于如蒸汽、烟雾、火焰等场合钢铁行业与安防。
3.按光源调制种类的分类
（1）直流光式
使发射器的光线为不变的直流光?包括白炽灯和用直流驱动的发光二极管。这种方式有线路简单、响应速度快的特点?但是抗光干扰比较弱?目前仅在较短的距离检测中使用。
（2）调制式
①、脉冲调制式
使发射器发的出光线为具有一定频率的脉冲波?一般称为调制光?采用这种方式除了可以获得峰值很高的光脉冲功率外?还可以对接收器输出采用具有频率选择的交流放大器进行放大?从而减少周围光线和电气噪声的影响?这是目前国内外使用最广的一种方式。
②机械旋转调制式
对光源用棱镜或转盘孔旋转后?提取脉冲信号?如用于区域检测和热金属辐射的扫描检测等。
③、扫描式
将多个发射器与接收器组合?通过同步信号逐一扫描?防止相互干扰。如用于光幕传感器。
4.按供电种类的分类
（1）直流式
采用直流电压供电的形式?一般大多采用12-24V（10-30V）的直流电压的供电。
（2）交流式
采用交流电压供电?电压范围为90-240V交流电?满足110VAC与220VAC场合的供电
（3）直流交流混合式
直流电压与交流电压都可以直接接入同一个供电回路的形式?直流电压范围12-240V?交流电压范围24-240V?此形式适应性比较灵活?不需要考虑配电的问题。
5.按输出种类的分类
（1）三极管NPN输出
（2）三极管PNP输出
（3）三极管NPN与PNP混合输出
（4）固态隔离无触点输出
（5）继电器触点输出
（6）可控硅输出
（7）模拟电压
（8）模拟电流
（9）数据信号
6.按结构种类的分类
（1）内藏放大器式
即把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路装配在一个壳体里?接通直流电源就可以获取ON-OFF开关输出?不需要专用放大器?抗噪音能力强?寿命长?电缆线可延长等优点?是主流的一种光电开关。
第二章光电传感器控制技术与系统 光电传感器是以光敏器件作为检测元件，将光信号转换为电信号的装置。用这种传感器进行测控时，只需将其它的非电量转换为光信号即可。广泛用于物位、速度、位移、温度、白度、压力，以及一些机械量、几何量的测量与自动控制、电子计算机、智能机器人等，是目前应用最广泛的传感器之一。 光敏器件是利用物质的光电效应，将光量转换为电量的一种变换器件。它的发展迅速，品种繁多，常见的有光敏电阻、光电二级管、光电三级管、光电耦合器、硅光电池和光控晶闸管等。 §1 光敏电阻控制技术与系统 一、光敏电阻 1．光电导效应 半导体材料受光照射时，载流子数目增加，电阻率减少，这种现象称为光电导效应。 当一束光照射到半导体时，如果光的频率足够高，光子的能量hf(h = ×10-34(J·S) E，就能产生出自由电子和“空穴”，为普朗克常数，f为频率)大于半导体材料的禁带宽度 g 使半导体的载流子数目增加，电阻率减小。入射光的强度越大，激发出来的自由电子和空穴越多，半导体的电阻率减小得就越厉害。 如果半导体是掺杂的，因为从杂质上释放一个电子（或空穴）所需的能量比本征半导体价电子所需的能量小，所以较长波长的光也能产生光电导。 具有光电导效应的材料称为光导材料。大多数的半导体和绝缘体都具有光电导效应。但能利用于制作光敏器件的却不多。从目前的光敏电阻来看，可分为三种类型：第一类为可见光光敏电阻，如硫化镉，硒化镉，硫—硒化镉，硫化镉—硫化锰光敏电阻等；第二类为红外光光敏电阻，如硫化铅，硒化铅，锑化铅，砷化铅，碲镉汞，碲化铅等光敏电阻；第三类为紫外光光敏电阻，如硫化铅，硫化锌镉，硫化锗镉，硒碲锑三元素化合物等光敏电阻。
光电传感器的应用与新技术 --浅谈光电池与CCD 摘要：光电传感器是利用光电效应制成的一类传感器的总称，它能将光学量转变为电学量，广泛应用于检测和自动化系统。光电传感器包括光电池和光电阻传感器。本文将以下几个方面：1. 什么是光电池和光电阻传感器；2.光电池和光电阻传感器的比较；3.光电传感器的实际应用；4.光电传感器在未来的发展方向，详细地介绍光电传感器，并提出本人对光电传感器在未来的预测。 一光电池和光电阻 在介绍光电传感器之前，我们有必要先了解一下光电效应。光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应三种。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应[1]。它是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。光电导效应是指当入射光射到半导体表面时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其自生电导增大。光生伏特效应是指当一定波长的光照射非均匀半导体（如PN结），在自建场的作用下，半导体内部产生光电压的效应[2]。光电传感器都是利用光电效应制成的。 1.光电池 光电池是一种能在光的照射下，不加偏置，产生电动势半导体器件，也属于电能量型传感器。光电池的种类很多，有硒，氧化亚铜，硫化铊，硫化镉，锗，硅，砷化镓光电池等。其中最受重视的是硅光电池，因为它有一系列优点：性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高（接近理论极限17%），能耐高温辐射等[3]。 1.1光电池的工作原理 光电池的工作原理是光生伏特效应。当光子的能量hγ大于半导体材料的禁带宽度时，半导体材料吸收光而产生电子空穴对，这样在半导体材料内部形成载流子的浓度梯度，进而在受照表面和暗面产生一个开路的光电压。 1.2光电池的特性 光电池的特性主要有光谱特性，光照特性等。
学院 毕业设计（论文）题目：光电防盗报警系统 院部：机电工程学院 专业：机电一体化 学号： 学生姓名： 指导老师： 职称： 二O O 年月日 摘要
安全防范技术涉及到社会的方方面面，是保护国家和人民利益与安全的重要手段。本文设计了一种基于热释电红外一微波双探测技术的新型光电防盗报警系统，双探测技术是将两种探测技术结合在一起，以“相与”的关系来触发报警。热释电红外传感器感应,入侵者的身体阻挡红外热辐射，将其转换成超低频信号，经电路放大，输出。同时由于微波探测器接收到的回波信号的频率(或相位)发生变化，经过电路处理后转变为电信号，输出。两组信号同时到达与门，经判断，电路再将报警信号通过天线发射出，可以用接收电路或收音机接收报警信号。本文设计的光电防盗报警系统，经实验测出其技术指标为:探测距 本文设计的光电防盗报警系统，经实验测出其技术指标为:探测距离不大于 5 0m，微波中心频率fo = 2000 MHz，能经受25 -1 OOOMHz范围内的频率干扰，相距3m处可经受住1 OOW干扰信号。该系统可广泛应用于社会上的重要单位和要害部门，如军事设施、国家的动力系统、通讯系统、仓库、各类银行等等。 关健词:红外探测器微控制器防报警系统微波 ABSTRACT The safety-defending techniques are involved in most aspects of thesociety and they are
very important in protecting the benefit and security ofthe people and the country. Based on the pyroelectric infrared-microwavedouble detecting technique, this paper designed a new photoelectric securityalarming system. Double detecting technology integrates the two detectingtechnology, with the relation of "together" to trigger the alarming system.The infrared radiation (human body temperature) of intruders was sensed bythe Pyroelectric infrared sensor and then was changed into ultra lowfrequency signals. The signals were amplified by the circuit and then beenoutput. At the same time, the frequency (or phase) of echo signals which themicrowave detector received was changed. The changes transformed intoelectric signals and then output after the circuit processing. After judging thetwo groups of signals which reached the logic product gate at the same time,the circuit launched alarm signal through the antenna. The alarm signals canbe received by the accepting circuit or the radio. The results of the photoelectric security alarming system weremeasured by experiments, they are: probing range is not smaller than 10m,the microwave centre frequency is fo=2000 MHz, this system can stand inthe range of 25 ^-1000MHz frequency disturbance, and can withstand 100 Winterfering signals in the distance of 3m. The system can be widely used inthe important departments of society such as military installation, nationalpower system, communication system, warehouses, and in all kinds of banks, etc. Key words：Infrared detector Microwave Microchip Cuard against theft and alarm system 目录 第一章绪论 (1)
光电传感器的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
光电传感器的设计 题目：光电传感器的设计 院（系）：信息工程学院 专业：光电信息科学与工程 姓名：褚飞亚 学号： 20 指导教师：张洋洋 2016年6月27号
摘要 随着信息技术的迅猛发展，传感器的应用技术也在飞速发展，新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口，作为捕获信息的主要工具，在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支，俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带，是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们，应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。所以借此次课程设计来设计一个光控大门，即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。
目录 1、设计要求...............................................错误!未定义书签。 功能与用途 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 指标要求 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 2、光电传感器介绍及工作原理 ...............错误!未定义书签。 、光电传感器 ......................................................................................... 错误!未定义书签。 工作原理 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 3、方案设计...............................................错误!未定义书签。 4、元件选择和电路设计 ...........................错误!未定义书签。 元件选择 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 电路设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 5、总结.......................................................错误!未定义书签。参考文献.....................................................错误!未定义书签。
光电传感器在生活中的应用 ——CCD图像传感器 摘要： 在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。 光电传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 关键字：光电传感器；CCD图像传感器 正文 一、CCD的工作方式 ?CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼 的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。 ?CCD(Charge Coupled Devices，CCD)由大量独立光敏元件组成，每个光敏元 件也叫—个像素。这些光敏元件通常是按矩阵排列的，光线透过镜头照射到光电二极管上，并被转换成电荷。每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度，图像光信号转换为电信号。当CCD工作时，CCD将各个像素的信息经过模傲转换器处理后变成数字信号，数字信号以一一定格式压缩后存入缓存内，然后图像数据根据不间的需要以数字信号和视频信号的方式输出。
光电式传感器 1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子，即光子概念，对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是：表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n，那么每个 光子的能量为E＝hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是：
(1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv，动量 为。由N个光子组成的光子流，能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用，即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律，约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动 能，所以对于电子应有： 2.2 内光电效应 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。 光电效应：当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者使其产生电动势，导致与其相连接的闭合回路中电流的变化，从而实现了光—电转换过程。在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。 2.2.1光电导效应 光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应（又称为光电效应、光敏效应），即光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。
光电传感器的应用与新技术49303
光电传感器的应用与新技术 --浅谈光电池与CCD 摘要：光电传感器是利用光电效应制成的一类传感器的总称，它能将光学量转变为电学量，广泛应用于检测和自动化系统。光电传感器包括光电池和光电阻传感器。本文将以下几个方面：1. 什么是光电池和光电阻传感器；2.光电池和光电阻传感器的比较；3.光电传感器的实际应用；4.光电传感器在未来的发展方向，详细地介绍光电传感器，并提出本人对光电传感器在未来的预测。 一光电池和光电阻 在介绍光电传感器之前，我们有必要先了解一下光电效应。光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应三种。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应[1]。它是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。光电导效应是指当入射光射到半导体表面时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其自生电导增大。光生伏特效应是指当一定波长的光照射非均匀半导体（如PN结），在自建场的作用下，半导体内部产生光电压的效应[2]。光电传感器都是利用光电效应制成的。 1.光电池 光电池是一种能在光的照射下，不加偏置，产生电动势半导体器件，也属于电能量型传感器。光电池的种类很多，有硒，氧化亚铜，硫化铊，硫化镉，锗，硅，砷化镓光电池等。其中最受重视的是硅光电池，因为它有一系列优
点：性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高（接近理论极限17%），能耐高温辐射等[3]。 1.1光电池的工作原理 光电池的工作原理是光生伏特效应。当光子的能量hγ大于半导体材料的禁带宽度时，半导体材料吸收光而产生电子空穴对，这样在半导体材料内部形成载流子的浓度梯度，进而在受照表面和暗面产生一个开路的光电压。 1.2光电池的特性 光电池的特性主要有光谱特性，光照特性等。 如 图为硒光电池和硅光电池的光谱特性曲 线，即相对灵敏度与入射光的波长的关系曲 线。从图上可知，不同材料的光谱峰值位置 是不同的[4]。硅光电池的峰值在800微米左 右，而锗光电池的峰值在450微米左右。实际使用时，应根据光源性质来选择光电池，而且要注意的是，光电池的光谱特性还与温度有关。 如图为硅光电池的光照特性。光生 电动势与光照间的特性曲线称为开路电 压曲线，光电流密度与光照强度的特性 曲线称为短路电流曲线。由图可知，当 光照足够大时，开路电压趋于饱和，因此，可以将光电池当做电流源使用，这是光电池的主要优点之一[5]。 光电池的特性还有频率特性，温度特性，在这儿就不详细叙述了。
光电传感器的发展及其应用 摘要：光电式传感器（photoelectric transducer），基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。 关键词：光电传感器、光电效应、发展、应用实例 1 引言 光电传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 2 光电传感器原理及应用 2.1光电式传感器 光电传感器又称光传感器，其基本原理是以光电效应为基础，通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的，它的基本结构如图1，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源，光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高,反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛[1]。 图 1
光电传感器的电源要是一个恒光源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性，常用光源有以下几种： ⑴、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。 ⑵、丝灯泡这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。 ⑶、激光激光与普通光线相比具有能量高度集中，方向性好，频率单纯、相干性好等优点，是很理想的光源。 由光源、光学通路和光电器件组成的光电传感器在用于光电检测时，还必须配备适当的测量电路。测量电路能够把光电效应造成的光电元件电性能的变化转换成所需要的电压或电流。不同的光电元件，所要求的测量电路也不相同。下面介绍几种半导体光电元件常用的测量电路。 半导体光敏电阻可以通过较大的电流，所以在一般情况下，无需配备放大器。在要求较大的输出功率时，可用图2所示的电路。图3（a）给出带有温度补偿的光敏二极管桥式测量电路。当入射光强度缓慢变化时，光敏二极管的反向电阻也是缓慢变化的，温度的变化将造成电桥输出电压的漂移，必须进行补偿。图中一个光敏二极管做为检测元件，另一个装在暗盒里，置于相邻桥臂中，温度的变化对两只光敏二极管的影响相同，因此，可消除桥路输出随温度的漂移。光敏三极管在低照度入射光下工作时，或者希望得到较大的输出功率时，也可以配以放大电路，如图3所示。 图2 图3 由于光敏电池即使在强光照射下，最大输出电压也仅0.6V，还不能使下一
基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统 基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统，基于光电传感器，辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器，组成基本框架，灵敏度高，结构简洁，使用便利，易于后期维护，市场前景广阔。 标签：光电传感器；时间继电器；自行车防盗报警 现今市面上的报警装置，具有价位高、体积大、难安装、使用不便以及灵敏度低等种种弊端。我们急需一款物美价廉的报警系统以减少经济损失，优化使用效果。我们分析研讨，设计出了基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统。本报警系统主要基于光电传感器，辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP 控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器，组成基本框架。 1 自行车防盗报警系统的硬件组成 1.1 对射式光电传感器 光电传感器按照按检测方式可分为漫射式、对射式、镜面反射式、槽式光电开关和光纤式光电传感器。基于自行车防盗报警系统的操作要求，我们选择了包括发射器和接收器，且结构上两者相互分离的对射式光电传感器。对射式光电传感器的工作原理是当物体经过发射器与接收器之间，光束被遮挡从而中断的情况下会产生一个信号变化，从而起到控制电路通断的作用。其特点与优势在于对射式光电传感器能够辨别不透明的反光物体，且有效距离较大。由于所发射的光束跨越感应距离的时间较短且仅一次，所以不易受到干扰。对射式光电传感器对使用环境的要求很低，外界环境几乎不影响其使用精度，可以使用在条件恶劣的野外或布满灰尘的环境下，符合自行车防盗报警系统的使用环境。其弊端在于耗电量相对较高，发射器和接收器两个单元均需要分别安装敷设电缆。 1.2 手机APP控制GPRS网络连接模块 手机APP控制GPRS网络连接模块能够通过GPRS网络实现手机APP的双向反馈控制。该设备支持定时、延时、多人控制等功能，实现了手机APP远程控制。 1.2.1 定时设置 该GPRS网络连接模块可通过手机APP设置时间，使设备按照设置好的时间开始或结束工作。最多可设置8组定时时间，可帮助用户合理安排时间，人性化程度高。 1.2.2 延时设置
学习情境（项目）5授课说明 学习领域名称：家电传感器应用授课教师：课程总学时： 72 项目5：节能灯与光电传感器学时数： 16 累计学时： 48 授课时间安排与执行记录 授课班级 智能家电授课地点 授课日期资讯7 10月6日1-4 节 家电产品控制 实训室 计划0.5 10月9日1-4 节 家电产品控制 实训室 决策0.5 家电产品控制 实训室 实施 6 家电产品控制 实训室 检查 1 家电产品控制 实训室 评估 1 家电产品控制 实训室 参考资料PPT、网络资源、节能灯控制电路 教学方法宏观：引导文法微观：见下 教学目标 知识目标： 1.光电式传感器的分类及工作原理 2.光电式传感器特性 3.红外热释电传感器的分类及工作原理 4.红外热释电传感器特性 5.菲尼尔透镜工作原理及作用技能目标： 6.测量电路构成； 7.光敏电阻在节能灯智能控制中的作用 8.红外热释电传感器实际应用中的安装 9.光敏与红外热释电在节能灯控制策略 中的实施 态度目标： 10.培养学生的沟通能力及团队协作精神 11.养成良好的职业道德 12.提高质量、成本、安全、环保意识 重点： 13.红外热释电传感器特性 1.测量电路 2.光敏电阻的选用与电路设计 3.光敏与红外热释电在节能灯控制策略中的实施 难点： 1.各类光电式传感器的工作原理 2.光电式传感器的特性 3.菲尼尔透镜工作原理及作用 资讯：7学时（注：1学时=45 min，下同） 教学提纲主要内容教学资源及工具教学方法参考时间备注 1．目标描述下发设计任务书，描述项目学 习目标 实物展示、PPT 设计任务书 讲授法 演示法 15 min 下发引导文 2．布置任务1）交代项目任务 2）发放相关学习资料 PPT 讲授法 演示法 15 min
光电传感器的设计 题目：光电传感器的设计 院（系）：信息工程学院 专业：光电信息科学与工程 姓名：褚飞亚 学号：1301021020 指导教师：张洋洋 2016年6月27号
摘要 随着信息技术的迅猛发展，传感器的应用技术也在飞速发展，新的应用技术呈现出爆炸式的发展。传感器作为作为测控系统中对象信息的入口，作为捕获信息的主要工具，在现代化事业中的重要性已被人们所认识。光电传感器的应用技术为信息科学的一个分支，俗称“电眼”。它是将传统光学技术与现代微电子技术以及计算机技术机密结合的纽带，是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。现如今汽车成为大多数人必不可少的东西。经常开车的朋友们，应该都有过这样的苦恼每次开车到了单位或者小区大门口都要等门卫来开门或者等其按动电动门的开关,既费时间又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控大门。所以借此次课程设计来设计一个光控大门，即把光敏电阻装在大门上并且在汽车灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到大门前,灯光照射到光敏电阻时,干簧继电器就可以自动接通电动机电路,电动机就能带动大门打开。这样就解决了上述的问题。
目录 1、设计要求 (1) 1.1功能与用途 (1) 1.2指标要求 (1) 2、光电传感器介绍及工作原理 (2) 2.1、光电传感器 (2) 2.2工作原理 (2) 3、方案设计 (3) 4、元件选择和电路设计 (4) 4.1元件选择 (4) 4.2电路设计 (5) 5、总结 (7) 参考文献 (8)
1、设计要求 1.1功能与用途 光电传感器是将光通量转化为电量的一种传感器。光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。由于光电测灵活多样，可测参数众多，一般情况下具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和反应快等特点，加之激光电源、光栅、光学码盘、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器的内容极其丰富，在检测和控制领域获得了广泛的应用。例如家用电视机的遥控器，太阳能的发电、电梯的安全光幕，火焰探测报警器等多个方面。1.2指标要求 利用光电转换元件的光电效应将光信息转变为电信息，同时利用变电流生磁特性，从而达到控制相应电路的目。
传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第 3 版）贾伯年主编，及其他参考书 第8 章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？ 答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。 光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的PN 结，当光照射在PN 结上时，在结的两端出现电动势。当光照到PN 结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N 区聚积负电荷，P 区聚积正电荷，这样N 区和P 区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？ 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。 答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。 光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。 8-6 简述CCD 图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓PSD ？简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。 答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。 应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图8-33（b）所示光电式数字测速仪的工作原理。（1 ）若采用红外发光器件为光源，虽看不见灯亮，电路却能正常工作，为什么？（ 2 ）当改用小白炽灯作光源后，却不能正常工作，试分析原因。
河南科技2012.07下 65 随着科学技术的进步，一些不法人员的盗窃技术越来越“高明”。目前，市场中的防警报系统主要是接触式的，只有当人或物接触到报警系统才会产生报警，很难满足人们的需要。基于人们对报警系统提出的更高要求，本文，笔者设计了一种光电传感器防盗报警系统，该防盗报警系统通过光电传感器监测光量变化完成光信号向电信号的转换，然后通过无线编码器和解码器进行编码、解码触发警报系统，达到报警的目的，具有非接触式、体积小、功能可靠、安装简单、防误报、误触等优点，在生活中应用广泛，前景可观。 人们社会生活的方方面面都需要安全防范技术，它是保护私有和集体财产的重要手段。本文中，笔者所设计的光电传感器防盗报警系统的报警区域是由红外激光器和光电传感器搭建而成，通过监测光量的变化将光信号转换成电信号，经无线编码器编码后再通过解码器译码触发音乐芯片或蜂鸣器而产生警报，具有测参数多、反应快、结构简单、防误报、非接触等优点，能很好地应用于商场、仓库和教室等各种不同的场合。 一、光电传感器及光电效应 1.光电传感器。光电传感器是一种光电效应的传感器，主要由光源、光电器件、光学通路组成，它能将检测到的细微变化转变成光信号，再由光信号转化成电信号。光电传感器可以用来检测引起光量变化的非电量（光照强度、分析气体等）和转化成光量变化的非电量（形状、速度等），而且具有精度高、反应灵活、非接触式的优点，已经在人们的生活中得到了广泛地应用。 2.光电效应。根据爱因斯坦的光电子效应原理，光子的能量E ＝hγ（h 为普朗克常数，γ为光波频率），光波频率越高，能量就越大。如果光子的全部能量被电子吸收，电子能量就会增加，增加的能量一部分用于摆脱正离子的束缚，另一部分则转换成电子的动能。由能量守恒定律 mv 2 ＝2（hγ－A ）（m 为电子质量，v 为电子逸出的初速度，A 为电子所做的功）公式可知，要使光电子逸出阴极表面，则必须满足hγ＞A ，而对于每一种阴极材料都有一个确定的频率极限，如果入射光的频率小于极限频率，无论光多强都不会有光电子发射出去的。此外，光电效应又分为外光电效应、光导效应和光生伏特效应3种。 （1）外光电效应。当入射光频率大于极限频率时，光照射在材料上，靠近外层的电子会由于吸收到足够的能量而脱离材料表面进入外界，材料的导电性减弱形成外光电效应。 （2）光导效应。如果光照在半导体上，当电子的能量大于半导体禁带的能级宽度时，电子就从价带移动到导带并在价带留下空穴，留在半导体内的电子和空穴在外电场作用下形成的电流，使其电阻率降低，这种导电现象就叫做光导效应，也叫内光电效应。大多数的绝缘体和半导体材料都有光电效应， 西安曲江圣境商务服务有限公司 石 江 基于光电传感器的防盗报警系统设计 但金属除外。其中，半导体的光电效应最为明显，基于光导效应制造出来的光电材料都有各自的入射光频率，光在光电阻上照射时，其电阻值就会下降，导电性就会增强，而且光的强度愈强，其电阻值就愈小；如果停止光照，就会恢复到原来的电阻值。 （3）光在照射物体时如果产生电动势那么就称作光生伏特效应。目前基于光生伏特效应制造出的器件主要有光敏二极管、管控晶闸管以及光耦合器等。 二、光电传感器的防盗报警系统的工作原理及电路分析和仿真 1.系统的工作原理。该系统的报警区域由650 nm 左右波长的红外激光器和光电式传感器组成，如果有人或物体经过测试区域，就会遮挡一部分光，使光电探测器接受到的光量减少，从而使光强变弱；光量的变化经过电路处理变成模拟信号，由无线编码器接收，再通过解码器在有效的工作范围内进行译码，从而触发音乐芯片或者蜂鸣器产生警报。在实际应用中，为了增加报警系统的面积并提高其稳定性、可靠性，可以配合使用一对共轭菲涅尔透镜，使“一”字线光源激光器发射的激光束变成矩形的光幕。此外，同时使用无线编码译码芯片VD5026 与VD5027还能实现“一对多”的远程监控。 2.电路分析和仿真。光电传感器的防盗报警系统的工作原理是通过电路将光信号转换成电信号和传输编码译码。工作的第一步是将光电传感器调至光伏模式后接入前置放大电路中，再在无光的条件下设置，使放大器接近零伏，然后把电路连接到无线编码芯片VD5026的片选上，使输出的信号到引脚NE 。当有人或物体入侵时，会挡住会挡住部分光线，使光量发生变化，信号变弱使伏值降低。此时，为了保证正确译码，选用芯片发出与无线解码芯片VD5027的预置编码一致的编码，与此同时，译码芯片输出引脚并持续地输出高电平，使音乐芯片/蜂鸣器被触发从而起到报警的作用。 三、光电传感器的防盗报警系统在教室、办公室等场所保安系统中的应用 光电传感器防盗报警系统采用非接触式光电技术，具有易安装、体积小、准确性高、可靠性强且能实现大面积监控及“一对多”的远程监控等优点，使其在教室、办公室、居民区、商场、仓库等不同场所有着广泛的应用。 当偷窃者入侵监测区时，会引起光量变化。光电探测器检测到光量变化后经过电路处理光信号转化成电信号，再经过编码译码触发报警系统，从而实现防盗报警。 综上所述，该系统在人或者外物入侵时，能够准确快速地触发报警系统，可靠性高、监测面积大、能够实现“一对多”的远程监控。如果再在主监测区域后面另设一矩形光幕作为辅助检测区，能进一步有效地提高警报器报警的成功率。 网络出版时间：2012-11-01 13:45 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/af1654468.html,/kcms/detail/41.1081.T.20121101.1345.114.html
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消除或削弱背景光及温度等因素的影响。 二、应用举例 1．光电比色温度计（光源本身是被测物） （1）问题的提出：高温测量，物体辐射出的光波与温度有关。（2）原理：根据热辐射定律，使用光电池进行非接触测温。根据有关的辐射定律，物体在两个特定波长λ1、λ2上的辐射程度 Iλ1、Iλ2之比与该物体的温度成指数关系。 Iλ1/Iλ2=K1e-K2/T 由光路图及电路原理框图介绍其原理，注意参比信号。2．光电式烟尘浓度计（透射式） （1）问题的提出：为了控制和减少烟尘的排放量和节能 的要求，对烟尘的监测是必须的。 （2）通过光路及电路原理框图介绍其原理，注意参比信 号，由于两个通道结构完全一样，所以在最后运算U1/U2值时，上述误差可自动抵消，减小了测量误差。 3．光电式转速表（反射式） （1）问题的提出：由于机械式转速表和接触式电子转速 表精度不高，且影响被测物的运转状态，已不能满足自动化的要求。光电式转速计可用于测量高转速而又不影响被测物； （2）通过光路及电路原理框图介绍其原理： a）选用光电二极管（响应时间短）用于高频调制信号测量；
b）数字量测量，不用参比信号。 4．光电式边缘位置检测器（遮挡式） （1）问题的提出：光电式边缘位置检测器是用来检测带 型材料在生产过程中偏离正确位置的大小及方向，从而为纠偏控制电路提供纠偏信号。 （2）通过光路及转换电路介绍其原理： a）光路一半遮挡一半透过； b）桥路及运算放大器组成，接入参比光敏电阻； c）光敏电阻一般不能作模拟量测量，这里限用于控制。 三、总结以上各例使学生建立光路系统与电路结合的概念，并能 举一反三、灵活应用。 小结： 1、光电式传感器的应用类型 2、应用举例
光电式传感器 1.概述 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 2.2 内光电效应 2.2.1光电导效应 2.2.2光电转换元件 3.光电式传感器 3.1工作原理 3.2光电传感器分类 4.光电传感器应用 4.1光电传感器优点 4.1.1光电式带材跑偏检测器 4.1.2包装充填物高度检测 4.1.3光电色质检测 4.1.4烟尘浊度监测仪 4.1.5其他方面的应用 5.光纤传感器 5.1基本工作原理 5.2光纤的种类与特性 5.3光纤传感器的应用 6.常用光电传感器及生产厂家和参数 光电式传感器
1.概述 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2.物理特性 2.1外光电效应 2.1.1光子假设 1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦第一个成功解释光电效应。爱因斯坦根据普朗克量子假说而进一步提出的光量子，即光子概念，对光电效应研究做出了决定性的贡献。爱因斯坦光子假说的核心思想是：表面上看起来连续的光波是量子化的。单色光由大量不连续的光子组成。若单色光频率为n，那么每个 光子的能量为E＝hv, 动量为。 由爱因斯坦光子假说发展成现代光子论(photon theory)的两个基本点是： (1) 光是由一颗一颗的光子组成的光子流。每个光子的能量为E = hv， 动量为。由N个光子组成的光子流，能量为N hv。 (2) 光与物质相互作用，即是每个光子与物质中的微观粒子相互作用。 根据能量守恒定律，约束得最不紧的电子在离开金属面时具有最大的初动能，所以对于电子应有：
光电传感器 概况: 在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。 现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。 磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光，是本世纪60年代初迅速发展起来的又一新技术，它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低，故很多重要的应用受到限制，而激光的出现，使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。现在，利用激光已经制成了许多传感器，解决了许多以前不能解决的技术难题，使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。 比如说用激光制成的光导纤维传感器，能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点，不必电源供电，这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用，也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。 磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度，这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下，偏转的角度和输出的光强成正比，通过输出光照射激光二极管LD，就可以获得数字化的光强，用来测量特定的物理量。 正文 一、工作原理