光敏電阻傳感器原理：傳感器原理
直接使用模塊可以簡單通過adc得到光照亮度范圍
模擬輸出 AO
adc提供0~1023范圍的數(shù)值, 光越亮數(shù)值越大, 越暗數(shù)值越小
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想想原理是什么, 如何得到的電壓變化
光敏電阻的阻值范圍
了解阻值范圍, 才能設(shè)計(jì)出相應(yīng)的adc電路, 光敏電阻的阻值根據(jù)光照不同而變化, 在陽光照射下, 光敏電阻會降低到幾k歐姆的范圍, 在暗環(huán)境下光敏電阻可以達(dá)到1M歐姆的范圍
根據(jù)光敏電阻來確定串聯(lián)電阻阻值, 阻值必須相對于光照下極大, 而暗環(huán)境下又極小的條件
Vout=Vcc/(Rl+R0)*R0
帶入R0=10k, Rl在1000~1M范圍, Vcc為5v, Vout最大輸出為4.5v~0.05v
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數(shù)字輸出 DO
數(shù)字輸出相對簡單, 光敏電阻和比較電阻, 再加一個(gè)比較器, 就可以構(gòu)成, 比較電阻做成可調(diào)節(jié)的變阻器, 光敏電阻作為比較器的正輸出, 比較電阻作為負(fù)輸出, 如果光敏電阻輸出信號Vl電壓高于比較電阻, 那么就輸出高電平, 如果低于可變電阻, 就輸出低電平
為什么AO輸出也要經(jīng)過比較器
有些電路設(shè)計(jì), 你會發(fā)現(xiàn), 輸出模擬信號也會接通一個(gè)比較器, 這個(gè)比較器的作用是用來增強(qiáng)信號的, 防止傳遞時(shí)的信號衰減, 相當(dāng)于接力棒的作用, 同時(shí)也能隔絕輸入和輸出
有人會問, 為什么不用放大器, 而是用比較器, 為什么經(jīng)過比較器的模擬信號并不會輸出高電平或者低電平這么簡單的信號, 答案很簡單:
當(dāng)你想問題時(shí), 想得更本質(zhì)就會找到答案
比較器其實(shí)是變化迅速的放大器, 當(dāng)+電壓高時(shí), 輸出Vcc, 當(dāng)-高時(shí)輸出Gnd
比較器并不是完全的0和1信號, 它只是變化十分迅速而已
如下圖, 構(gòu)成正反饋電路, 輸出信號被+補(bǔ)正, 公式相當(dāng)于
Vout +=(Vin-Vout)/2
迅速逼近Vin
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光敏電阻傳感器原理：傳感器原理與應(yīng)用
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專門為考試復(fù)習(xí)準(zhǔn)備的傳感器原理與應(yīng)用概念題，有一些章節(jié)沒有電子版
第一章 概述
1、現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱是傳感器技術(shù)（信息采集），通信技術(shù)（信息傳輸），計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息處理）
2、傳感器：是一種能把特定的信息轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件和裝置
國標(biāo)：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置
3、傳感器的組成：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換電路（輔助電源）
4、傳感器分類：①按工作原理分類：物理量傳感器、化學(xué)量傳感器、生物量傳感器
②按被測量分類：力熱流體聲光電磁
5、傳感器的發(fā)展趨勢：新原理、新材料、新工藝、微型化、多功能、集成化、智能化、多源融合、網(wǎng)絡(luò)化
6、物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，將各設(shè)備按照協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，形成網(wǎng)絡(luò)交換信息通訊；
7、傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的感官，可感知探測采集獲取對象信息，是物聯(lián)網(wǎng)全面感知的主要部件
第二章 傳感器的基本特性
1、傳感器的靜態(tài)特性：指當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，包括線性度、遲滯、最大重復(fù)偏差、靈敏度。由漂移和穩(wěn)定性，分辨率和閾值、精確度等性能指標(biāo)描述
2、確定傳感器線性度擬合直線的方法：理論擬合、過零旋轉(zhuǎn)擬合、端點(diǎn)連線擬合、端點(diǎn)平移擬合
3、傳感器的線性度表示由于實(shí)際傳感器有非線性存在，近似后的擬合直線與實(shí)際曲線存在偏差，所以稱為線性度，傳感器的非線性誤差是以一條理想直線作為基準(zhǔn)，故即使是同一傳感器，基準(zhǔn)不同時(shí)得出的線性度也不同
4、傳感器動態(tài)特性：當(dāng)輸入量隨時(shí)間變化時(shí)討論傳感器的動態(tài)特性，是指傳感器輸出對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性（時(shí)間常數(shù)t，固有頻率W，阻尼系數(shù)ξ）
5、傳感器動態(tài)特性主要指標(biāo)：①階躍響應(yīng)特性（最大偏移量、遲滯時(shí)間、上升時(shí)間、巔峰時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間）
②頻率響應(yīng)特性（幅頻特性、相頻特性、通頻帶、工作頻率、 固有頻率、相位誤差、跟隨角）
第三章 電阻式傳感器
1、電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體的電阻值隨它受力所產(chǎn)生隨機(jī)械形變的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)
2、電阻的靈敏系數(shù)：金屬應(yīng)變絲的電阻相對變化與它所受的應(yīng)變之間的線性關(guān)系（Ks）
應(yīng)變片靈敏系數(shù)小于電阻絲靈敏系數(shù)，實(shí)際中應(yīng)變片靈敏系數(shù)誤差較大，金屬絲做成應(yīng)變片后電阻應(yīng)變特性會改變
3、直線電阻絲繞成敏感柵后，圓弧部分使Ks靈敏系數(shù)下蔣，此為橫向效應(yīng)，橫截面積越大，圓弧部分越小，橫向效應(yīng)越小，所以通過增加應(yīng)變片兩端電阻條的橫截面積減小橫向效應(yīng)
4、應(yīng)變片測量采取溫度補(bǔ)償措施：溫度變化會引起應(yīng)變片阻值的變化，被測材料與應(yīng)變片的線膨脹系數(shù)不同，使得粘在材料上的應(yīng)變片與材料的應(yīng)變不一致而引起測量誤差；
補(bǔ)償方法：橋路補(bǔ)償
5、金屬應(yīng)變片是通過改變絲柵的幾何尺寸，電阻率可忽略不計(jì)，半導(dǎo)體應(yīng)變片是基于壓阻效應(yīng)工作的，沿半導(dǎo)體晶軸的應(yīng)變，使電阻率有很大變化
金屬電阻絲：靈敏系數(shù)1.5~2
半導(dǎo)體：靈敏系數(shù)50~100
半導(dǎo)體應(yīng)變片電阻率變化不可忽略，但是可以忽略集合變化，金屬絲反之
6、半導(dǎo)體應(yīng)變片優(yōu)缺點(diǎn)：工作頻率高、體積小、耗電少、靈敏度高、測力范圍廣、但是溫度特性差、工藝復(fù)雜
第四章 電容式傳感器
1、電容傳感器類型：①、變面積型：測量范圍大，用于測線位移、角位移
②、變極距型：靈敏度高，用于小位移測量
③、變介質(zhì)型：用于液面高度、介質(zhì)厚度測量
2、 改善單極式變極距型電容傳感器非線性方法：差動結(jié)構(gòu)
3、高頻激勵(lì)時(shí)，要考慮電容和引線電感L，會使傳感器有效電容變化，引起靈敏度下降
4、電容式傳感器測量電路：
①、交流電橋：電橋兩臂為電容，另外兩臂是變壓器次級繞阻，被測量變化使電容變化，電橋失衡，Uo下降
②、二極管雙T型：負(fù)載電阻上輸出電壓與電容差為正比，與電源電壓幅值和頻率有關(guān)
③、差動脈沖調(diào)寬電路：電容充放電使電路輸出脈沖寬度隨電容容量變化，低通后能得到對應(yīng)直流信號
④、運(yùn)放式：傳感器電容接入運(yùn)放，作為反饋，在輸入恒定交流信號，輸出信號電壓收反饋電容所控制
5、差動脈沖調(diào)寬電路用于電容式傳感器測量電路的特點(diǎn)：適用于任意差動電容傳感器，不用解調(diào)，檢波，對矩形波純度要求不高
第五章 電感式傳感器
1、電感式傳感器：利用線圈自感互感變化實(shí)現(xiàn)非電量電測的一種裝置
2、電感式傳感器分類：自感式、互感式
按照結(jié)構(gòu)分類：變磁阻式、變壓器式、渦流式
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單可靠、分辨率高、能測0.1um或更小的機(jī)械位移，零漂少、線性度好、輸出功率大
3、
4、差動變壓器式傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理：主要是由一個(gè)線框和一個(gè)鐵芯組成,在線框上繞有一組初級線圈作為輸入線圈(或稱一次線圈),在同一線框上另繞兩組次級線圈作為輸出線圈(或稱二次線圈),并在線框中央圓柱孔中放入鐵芯,當(dāng)初級線圈加以適當(dāng)頻率的電壓激勵(lì)時(shí),根據(jù)變壓器作用原理,在兩個(gè)次級線圈 中就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,當(dāng)鐵芯向右或向左移動時(shí),在兩個(gè)次級線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢一個(gè)增加一個(gè)減少。如果輸出接成反向串聯(lián)，則傳感器的輸出電壓u等于兩個(gè)次級線圈的電勢差，因?yàn)閮蓚€(gè)次級線圈做得一樣，因此，當(dāng)鐵芯在中央位置時(shí)，傳感器的電壓u為0，當(dāng)鐵芯移動時(shí)，傳感器的輸出電壓u就隨鐵芯位移x成線性的增加。如果以適當(dāng)?shù)姆椒y量u，就可以得到與x成比例的線性讀數(shù)。這就是差動變壓器式傳感器的工作原理。
特點(diǎn)：靈敏度高、測量范圍小、用于測量小型機(jī)械位移
5、差動變壓器式傳感器零點(diǎn)殘余電壓的原因以及解決方案：
①、兩電感線圈的等效參數(shù)不對稱
②、電源電壓中含有高次諧波，傳感器工作在磁化曲線N4L線性段
解決方案：減小電源中的諧波成分，減小高次諧波；減小激勵(lì)電流；設(shè)計(jì)均勻，幾何對稱，去除機(jī)械應(yīng)力；采用合適的測量電路，采用補(bǔ)償電路進(jìn)行補(bǔ)償（采用串聯(lián)電阻減小零他輸出的基波分量，并聯(lián)電阻電容減小零位輸出的諧波分量，加上反饋支路減小基波和諧波分量）
6、電渦流效應(yīng)：一個(gè)塊狀金屬導(dǎo)體在變化的磁場中或者在磁場中切割磁力線運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生閉合的電流，稱為電渦流。
7、電渦流效應(yīng)產(chǎn)生條件：存在交變磁場；導(dǎo)體處于交變磁場中
8、電渦流效應(yīng)特性：只存在于金屬導(dǎo)體表面的薄層內(nèi)，渦流分布不均勻，電渦流傳感器測量范圍和傳感器尺寸（線圈直徑）有關(guān)
9、電渦流傳感器可以測量的物理量：電阻率、磁導(dǎo)率、厚度、線圈與被測物體之間的距離、激勵(lì)線圈角頻率、振動、轉(zhuǎn)速、測溫、電渦流探傷（不能測非金屬，因?yàn)橹杏薪饘俨拍墚a(chǎn)生電渦流）
第六章 磁電、磁敏式傳感器、
1、磁電感應(yīng)式傳感器工作原理：磁電感應(yīng)式傳感器利用導(dǎo)體和磁場發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)會在導(dǎo)體兩端輸出感應(yīng)電動勢。導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動切割磁力線，或者通過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體兩端或線圈內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，大小與磁通變化率有關(guān)
2、磁電感應(yīng)式傳感器分類：恒磁通式；變磁通式
3、說明磁電感應(yīng)式傳感器產(chǎn)生誤差的原因及補(bǔ)償方法：磁電感應(yīng)式傳感器兩個(gè)基本元件，即永久磁鐵和線圈，永久磁鐵在使用前需要有穩(wěn)定性處理，主要是線圈中電流產(chǎn)生的磁場對恒定磁場的作用（稱為線圈磁場效應(yīng)）是不能忽略的，需要采用補(bǔ)償線圈與工作線圈相串聯(lián)加以補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)傳感器溫度誤差較大，必須加以補(bǔ)償。
4、霍爾效應(yīng)：通電導(dǎo)體（半導(dǎo)體）放在磁場中，電流方向和磁場方向垂直，在導(dǎo)體另外兩側(cè)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
5、霍爾元件常用的材料：半導(dǎo)體材料（N型半導(dǎo)體）
不用金屬材料的原因：金屬材料電阻小，導(dǎo)致感應(yīng)電動勢（霍爾電動勢）較小
6、霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的原因：
①、霍爾電極安裝位置不正確，不對稱或不在同一等電位量上
②、半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或使幾何尺寸不均勻
③、控制電極接觸不良造成控制電流不均勻分布
7、比較霍爾元件、磁敏電阻、磁敏二極管相同與不同以及各自特點(diǎn)：霍爾元件體積小，外圍電路簡單，動態(tài)特性好，靈敏度高、頻帶寬；磁敏電阻與霍爾元件同類，磁電轉(zhuǎn)換，而電阻沒有判斷極性的能力；磁敏二極管用于檢測交直流磁場，特別是強(qiáng)弱場
第七章 壓電元件與超聲波傳感器
1、壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)（晶體），當(dāng)沿著一定方向施加力形變時(shí)，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面會產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉，又重新恢復(fù)為不帶電狀態(tài)。
2、正壓電效應(yīng)：受到外力，內(nèi)部極化，相對表面出現(xiàn)異號電荷，外力去掉即恢復(fù)不帶電。
3、逆壓電效應(yīng)：當(dāng)在介質(zhì)極化的方向施加電場，電介質(zhì)會產(chǎn)生形變，電場去掉，形變消失
4、石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)的區(qū)別：石英晶體按照特定方向切片后，沿電軸方向的力作用產(chǎn)生的壓電效應(yīng)為“縱向壓電效應(yīng)”，沿機(jī)械軸的稱為“橫向壓電效應(yīng)”，沿光軸不產(chǎn)生；
壓電陶瓷在未處理時(shí)不具有壓電效應(yīng)，是非壓電體，極化后壓電效應(yīng)明顯，具有很高的壓電系數(shù)
5、P2T壓電陶瓷：具有極高的介電常數(shù)
6、幾種壓電材料的優(yōu)缺點(diǎn)：石英晶體和壓電陶瓷密度大，質(zhì)地硬，易碎，不耐沖擊，難以加工；壓電陶瓷用于高溫環(huán)境，石英晶體用于有長度和厚度形變的場合；新型高分子壓電材料制成的壓電薄膜用于沖擊較多，小型壓電元件
7、壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，只有在測量電路有一定電流，在其上加交變力，電荷得到補(bǔ)充，需要工作頻率較高，傳感器電荷才能得以補(bǔ)充保存
8、壓電元件在使用時(shí)常采用多片串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。試述在不同接法下輸出電壓、電荷、電容的關(guān)系，它們分別適用于何種應(yīng)用場合？
如果按相同極性粘貼，相當(dāng)兩個(gè)壓電片（電容）串聯(lián)。輸出總電容為單片電容的一半，輸出電荷與單片電荷相等，輸出電壓是單片的兩倍；若按不同極性粘貼，相當(dāng)兩個(gè)壓電片（電容）并聯(lián)，輸出電容為單電容的兩倍，極板上電荷量是單片的兩倍，但輸出電壓與單片相等。
9、電壓放大器和電荷放大器本質(zhì)上有什么不同，特點(diǎn)，適用情況：
電壓放大器本質(zhì)上是一個(gè)阻抗變換電路；
特點(diǎn)：當(dāng)輸入信號為0，電壓放大器輸入信號為0，不能測靜態(tài)物理量；高頻響應(yīng)好，動態(tài)特性好，需要高輸入阻抗，測量系統(tǒng)對電纜長度變化敏感
電荷放大器：具有深度負(fù)反饋的高增益運(yùn)放
特點(diǎn)：輸出電壓與傳感器電荷量成正比，與電容成反比，電纜電容變化不會影響傳感器靈敏度，電路復(fù)雜，造價(jià)高
10、壓電器件高阻抗輸出原因：壓電式傳感器內(nèi)阻很高,且信號微弱,一般不能直接顯示和記錄.需進(jìn)行阻抗變換和信號放大.由于壓電傳感器產(chǎn)生的電荷量很少,除自身要有極高的絕緣電阻外,同時(shí)要求測量電路前極輸入也要有足夠高的阻抗.要高阻抗輸出
11、超聲波：頻率高于20KHz的波稱為超聲波，幾千赫茲到幾十兆赫茲
12、超聲波在通過兩種介質(zhì)時(shí)會發(fā)生反射，折射和波形轉(zhuǎn)換
13、壓電式超聲波傳感器：發(fā)射：逆壓電效應(yīng)；接收：壓電效應(yīng)
常用的超聲波傳感器探頭形式：兼用型傳感器：發(fā)射和接收元件放在一起
專用型傳感器：發(fā)射和接收器件各自獨(dú)立
原理：通過定時(shí)控制電路，觸發(fā)邏輯電路放大檢波電路數(shù)據(jù)處理電路，將檢測超聲波信號變換為有關(guān)距離的信號，利用時(shí)鐘脈沖對發(fā)送和接收之間的延遲時(shí)間計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值與每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖周期時(shí)間乘積為超聲波傳播時(shí)間
14、超聲波測厚原理：當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測材料的厚度。
第八章 光電效應(yīng)及光電元件
1、內(nèi)光電效應(yīng)：當(dāng)光線照射到物體上，使物體的電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象
2、外光電效應(yīng)：物質(zhì)吸收光子并激發(fā)出自由電子的現(xiàn)象
3、光在半導(dǎo)體中傳播時(shí)具有衰減現(xiàn)象，即產(chǎn)生光吸收。理想半導(dǎo)體在絕對溫度時(shí)，價(jià)帶完全被電子占滿，電子不能激發(fā)到更高能級，當(dāng)一定波長的光照到半導(dǎo)體時(shí)，電子吸收足夠的能量的光子，躍遷產(chǎn)生空穴對
光電器件：光電管、光電倍增管、光敏電阻
4、普通光電器件：①、基于外光電效應(yīng)：光電管、光電倍增管‘
②、給予內(nèi)光電效應(yīng)：光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管、光電池
用光伏特效應(yīng)制成的光電器件：光敏二極管、光敏三極管
5、光敏器件的主要特性和參數(shù)：光照特性、光譜特性、溫度、伏安、頻率特性
6、亮電阻：受光照時(shí)的電阻（0.5~20KΩ）
暗電阻：無光照時(shí)的電阻（0.5~200MΩ）
7、光敏電阻：受光照時(shí)光電導(dǎo)效應(yīng)使得導(dǎo)電性能增加，電阻下降
光敏二極管：在電路中處于反向偏置狀態(tài)，無光時(shí)反向電阻大，電流小
8、反射式光電傳感器類型：紅外光型、紅光型、窄光束型
特點(diǎn)：安裝簡便、便于光路對齊，不受被檢測物的外觀材料等影響
注意：被檢測工件表面要有用于吸收和反射紅外光的部位；使用中前端面與被檢測物表面要平行；前端面和反光板距離保持在規(guī)定范圍；電流在2~1-mA
9、光柵傳感器基本原理：根據(jù)莫爾條紋原理制成的計(jì)量光柵
10、莫爾條紋：兩光柵疊合形成，透光部分疊加，光通過后形成亮帶；不透光部分疊加，光線無法透過，形成暗帶
特點(diǎn)：莫爾條紋間距對光柵柵距有放大作用；對光柵柵距局部誤差有誤差平均效應(yīng)，能提高測量精度
第九章 新型光敏傳感器
第十章 半導(dǎo)體式化學(xué)傳感器
1、半導(dǎo)體氣敏傳感器：把氣體中的特定成分檢測出來，并將成分參量變換為電信號的器件和裝置
2、半導(dǎo)體氣敏傳感器基本類型：電阻型、非電阻型
3、工作原理：利用半導(dǎo)體表面因?yàn)槲綒怏w引起半導(dǎo)體元件電阻變換
4、電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器在高溫狀態(tài)工作的原因：加速氣體吸附和氧化還原反應(yīng)，提高靈敏度和響應(yīng)速度，燒掉附著在傳感器原件表面上的油霧、塵埃
5、非電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器類型：MOS二極管氣敏元件；MOSFET氣敏元件；肖特基二極管氣敏元件
6、絕對濕度：單位體積空氣含有的水汽的質(zhì)量
7、相對濕度：被測氣體中，實(shí)際所含水汽蒸汽壓和該氣體在同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比
8、露點(diǎn)：空氣中的水氣分壓與同溫度下水的飽和氣壓相等時(shí)的溫度，此時(shí)可能形成露珠
9、濕敏傳感器種類：氧化全部都是濕敏電阻，半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻
參數(shù)：濕度量程；感溫特性曲線；靈敏度
第十二章 熱點(diǎn)式傳感器
第十三章 生物傳感器
1、生物傳感器：是一種對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的儀器
組成：分子識別部分；轉(zhuǎn)換部分
特點(diǎn)：專一性強(qiáng)；分析速度快；準(zhǔn)確度高；操作簡單；成本低
第十四章 集成智能傳感器
光敏電阻傳感器原理：光敏傳感器與光敏電阻的區(qū)別(工作原理方面)
有關(guān)光敏傳感器與光敏電阻的區(qū)別，光敏傳感器是一種光敏二極管，是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件，與光敏傳感器類似的還有光敏電阻，工作原理一樣，用來采集光線明暗變化的信號，作為光線傳感器來用。
光敏傳感器與光敏電阻的區(qū)別
光敏傳感器是一種光敏二極管，是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。
應(yīng)用時(shí)需要有一個(gè)與環(huán)境光接觸的窗口。當(dāng)光線有明暗變化時(shí)，PN自動導(dǎo)通或關(guān)閉(圖1)
圖1 光敏傳感器電原理
圖2 光敏傳感器和光敏電阻
與光敏傳感器工作原理類似的還有光敏電阻，工作原理都是一樣的，都可以用來采集光線明暗變化的信號，作為光線傳感器來用，實(shí)物如圖2。
光敏電阻傳感器原理：光敏傳感器的工作原理
前言
眾所周知， 如今在人類的生產(chǎn)、生活中，傳感器已得到了廣泛的應(yīng)用，尤其對于高精密的產(chǎn)品要借助各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。在醫(yī)學(xué)中，借助傳感器能夠更好分析病因，得到一個(gè)好的治療方案。在科研究中，傳感器更具有突出的地位，許多領(lǐng)域人的感官還有簡易的傳感器根本無法得到精確的數(shù)據(jù)，必須借助高精密的傳感器來實(shí)現(xiàn)分析測量，而光敏傳感器是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，因其具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，故而在自動控制和非電量電子技術(shù)中占有非常重要的地位。
傳感器的組成
（1）敏感元件：它能直接感受被測非電量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成與被測非電量有確定對應(yīng)關(guān)系的其他物理量。
（2）轉(zhuǎn)換器件（又稱變換器、傳感器件）：將敏感元件輸出的非電物理量（如光強(qiáng)等）轉(zhuǎn)換成電路參量。
（3）信號調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)換）電路：將轉(zhuǎn)換器件輸出的電信號進(jìn)行放大、運(yùn)算、處理等，以獲得便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號。
（4）輔助電源：它的作用是提供能源。有的傳感器需要外部電源供電；有的傳感器則不需要外部電源供電，如壓電傳感器。
傳感器的作用
現(xiàn)在的信息技術(shù)發(fā)展革命，用人自身感覺器官既無法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)對很多無法用器官感測的事物不得不望而止步，而傳感器就是一種代替人的感覺器官來獲取信息、數(shù)據(jù)的媒介。
在工業(yè)生產(chǎn)中，對于高精密的產(chǎn)品要接助各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
光敏傳感器
光傳感器是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。 光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD 和CMOS 圖像傳感器等。
光敏傳感器的工作原理
光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光敏傳感器內(nèi)裝有一個(gè)高精度的光電管， 光電管內(nèi)有一塊由”針式二管”組成的小平板， 當(dāng)向光電管兩端施加一個(gè)反向的固定壓時(shí)， 任何光了對它的沖擊都將導(dǎo)致其釋放出電子， 結(jié)果是， 當(dāng)光照強(qiáng)度越高， 光電管的電流也就越大， 電流通過一個(gè)電阻時(shí)， 電阻兩端的電壓被轉(zhuǎn)換成可被采集器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器接受的0-5V 電壓， 然后采集以適當(dāng)?shù)男问桨呀Y(jié)果保存下來。 簡單的說，光敏傳感器就是利用光敏電阻受光線強(qiáng)度影響而阻值發(fā)生變化的原理向機(jī)器人主機(jī)發(fā)送光線強(qiáng)度的模擬信號。
光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。
光敏電阻
原理：它是基于 半導(dǎo)體光電效應(yīng)工作的。光敏電阻無極性，純粹是一個(gè)電阻元件。使用時(shí)可以加直流電壓，也可以加交流電壓。 光敏電阻的工作原理：光照時(shí)，電阻很小；無光照時(shí)，電阻很大。光照越強(qiáng)，電阻越小；光照停止，電阻又恢復(fù)原值。
光譜范圍：從紫外線區(qū)到紅外線區(qū)。
優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，體積小，性能穩(wěn)定，價(jià)格較低。
光敏電阻的性能參數(shù)：
光敏電阻不受光照時(shí)的電阻稱為暗電阻，此時(shí)流過的電流稱為暗電流。在受到光照時(shí)的電阻稱為亮電阻，此時(shí)電流稱為亮電流。暗電阻越大越好，亮電阻越小越好。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，暗電阻大約在兆歐級，亮電阻大約在幾千歐以下。
傳感器設(shè)計(jì)方案及原理說明
傳感器工作原理
傳感器是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器的不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一它在自動控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。他在無光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。廣泛應(yīng)用于各種控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)中的高度自動調(diào)節(jié)，照相機(jī)中的自動曝光控制等）及各種測量儀器中。電阻稱光導(dǎo)管，它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐量級，亮電阻值在幾千歐以下。
通過光敏傳感器將光照強(qiáng)弱信號轉(zhuǎn)化為電信號通過發(fā)光二極管顯示以及蜂鳴器報(bào)警從而成為光照強(qiáng)度自動顯示檢測系統(tǒng)。光照強(qiáng)度不同光明傳感器的組織不同，當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí)，光敏傳感器的阻值很小；當(dāng)光照強(qiáng)度弱時(shí)，光敏傳感器的組織很大；當(dāng)光照強(qiáng)度適宜時(shí)光敏傳感器的阻值介于強(qiáng)光和弱光的阻值之間。因此可以通過光敏傳感器將光信號變?yōu)殡娦盘枺⒖梢岳霉庹諅鞲衅魇芄庹詹煌柚挡煌a(chǎn)生的電信號不同從而顯示不同的信號。
