凡亿专栏 | 光传感器的常见种类及工作原理详解
光传感器的常见种类及工作原理详解

光传感器是一种将光信号转换成电信号的设备,属传感器的一种。最常用的光传感器就应是光控开关了,其核心元件是光敏电阻,因光强弱的变化而引起电阻阻值的变化,进而引起电流的变化,这样光信号就转换成了电信号。各种光传感器的工作原理各不相同,下面介绍几种常见光传感器的工作原理。

光电二极管:光电二极管是一种基于光电效应的半导体设备。当光照射到光电二极管的PN结时,光能被吸收并激发电子-空穴对的产生,从而产生电流。光电二极管的输出信号与光强度成正比,信号转换和测量可以通过放大和处理电路进行。

光电倍增管:光电倍增管利用光电效应和电子倍增过程实现高灵敏度光测量。当光照射到光电负极时,光电子会被释放,并在倍增极中经历连续的倍增过程。每次倍增过程都会增加电子数量,从而形成放大的电流信号。

光阻:光阻是一种特殊材料,其阻值会根据光照度的变化而变化。光阻的工作原理是当光照射到光阻上时,光能会激发材料内部的电子,然后在晶格结构中移动。这种电子运动会导致电阻值的变化,从而检测光强度。

光纤传感器:光纤传感器是利用光纤的特性进行物理量或化学量检测的传感器。光纤传感器一般分为干预型和透射型两种。干预光纤传感器利用光的干预原理来测量物理量,如压力、变形等。透射光纤传感器利用光的散射效应来测量物理量,如温度、湿度等。

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光传感器种类介绍如下:

(一)环境光传感器

例如,在手机、笔记本等移动应用中,显示器消耗的电量高达电池总电量的30%,采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间。另一方面,环境光传感器有助于显示器提供柔和的画面。当环境亮度较高时,使用环境光传感器的液晶显示器会自动调成高亮度。当外界环境较暗时,显示器就会调成低亮度,实现自动调节亮度。 环境光传感器需要在芯片上贴一个红外截止膜,甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。

(二)红外光传感器

该红外光传感器使用充电的热电堆与溴碘化铊(KRS-5)窗口来感应580到40000nm的波长。该传感器使得学生可以自己测量一系列现象,包括自己手掌的红外辐射。

(三)太阳光传感器

1. 太阳传感器。它可识别水平,垂直各360度。太阳所在的位置,识别,阴天,多云天,半阴天,晴天及晚上白天。跟踪方位识别。

2. 识别电路处理和侍服驱动。采用数字芯片完成以上各信息的处理。可侍服各种普通电机,步进电机。整机功耗电流3mA,芯片工作电压5V。

国际先进的太阳跟踪设备,采用的是电脑数据理论,需要地球经纬度地区的的数据和设定。

电路原理、设备技术复杂。智能太阳跟踪仪采用识别理论技术,电路简单元件少,没有经纬度和数据信息的理论。一年四季太阳运行的路线不用考虑。太阳从哪个方向升起,到哪个方向落下,它都会准确无误的识别太阳升起和落下的位置。如果把他安放在行走的车或船上,不论向何方行驶,跟踪仪都能正对太阳。

(四)紫外光传感器

该紫外光传感器使用一个过滤片测量紫外光波段(315nm-400nm)。除去滤光片,传感器可同时感应可见光。传感器包括紫外光滤光片,一个瞄准仪,和传感器手柄。

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