光感测器
基本信息
中文名 | 光感测器 | 分 类 | 光射感测器、光电感测器 |
外文名 | photodetector | 种类举例 | 光电管 |
所属领域 | 物理 | 类 型 | 电子元件 |
概念
光传感器是一种能量转换型传感器,它将光能(即入射的电磁辐射能量)转换成电能。入射的电磁辐射能量的大小和性质,反映了光能量的存在和所携带的被测量变化的信息。物质被光照射后,其电学性质发生变化,这种变化和入射的辐射能强度有严格的对应关系。如准确地测出反映电能变化的电压、电流和频率等,就可以把辐射能量的存在及所携带的反映被测量的信息测出。光信号(光能量大小和性质)是中间媒介,目的是把被测量的变化通过光信号的变化转换成电信号。具有上述功能的材料称为光敏材料,用光敏材料制成光敏器件,检测光辐射所携带的信息。 早期的光敏器件,主要是利用各种光电效应制成的无源光敏器件,有外光电效应的光电管和光电倍增管;内光电效应的光导管、光敏二极管、光敏三极管及光电池等。新发展的光传感器主要是光纤传感器和电荷耦合摄像器件(CCD),其中光纤传感器是有源光传感器。光传感器是各类传感器中发展最迟的一类传感器,但发展之快、应用之广,都超过其他传感器。光传感器测量方法灵活多样,除直接检测光信号外,还可间接测量温度、压力、速度、加速度及位移等多种物理量,具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和抗干扰能力强等优点。
种类举例
光敏电阻器 光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成,因半导体光电晶体成分不同,义分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓品体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,品体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。 光电二极管 和普通二极管相比,除它的管芯也是一个PN结、具有单向导电性能外.其他均差异很大。首先管芯内的PN结的结深比较浅,以提高光电转换能力;第二,PN结的面积比较大,电极面积则很小,以有利于光敏面收集更多光线;第三,光电二极管在外观上都有一个用有机玻璃透镜密封、能汇聚光线于光敏面的“窗口”;所以光电二极管的灵敏度和响应时间远远优于光敏电阻。
应用举例
光传感器的范围很广,有最简单的光敏电阻,就是通过光强度的大小改变电阻的阻值从而实现对光强度的感知;也有最复杂的摄像头(Camera)。传感器将接收到的光值返回给机器人,通过光传感器所提供的信息可以进行颜色、距离等条件的估算。光传感器是机器人在运动过程中必不可少的传感器,通过它,可以获得机器人在移动过程中与前面障碍物之间的距离。