Фотоэлектрические датчики

Главная » Электромонтаж » КИПиА » Фотоэлектрические датчики

В этой статье наш сайт “Все-электричество” рассказывает про фотоэлектрический датчик – это специальный датчик, который способен реагировать на изменение освещенности.

В специальных фотоэлектрических датчиках могут использоваться 3 вида фотоэффекта:

Внешний фотоэффект. Он заключается в том, что под влиянием световой энергии будет происходить вылет электронов из катода электронной лампы. Величина тока эмиссии будет зависеть от освещенности катода.
Внутренний фотоэффект. Он будет заключаться в том, что активное сопротивление полупроводника находится в зависимости от его освещенности.
Вентильный фотоэффект. Заключается в том, что между слоями освещаемого проводника и неосвещаемого полупроводника будет возникать электродвижущая сила, величина которого будет зависеть от освещенности.

Важно знать! Фотоэлементы, которые имеют внешний фотоэффект представляют собою вакуумную или газонаполненную лампу с катодом из фоточувствительно слоя.

Анод и катод специального фотоэлемента заключается в стеклянный баллон, из которого будет откачан воздух. Когда световой поток будет попадать на катод часть лучистой энергии сообщается электронам и электроны будут вылетать из катода. Это явление может иметь название фотоэлектронная эмиссия. Чтобы ее использовать между фотокатодом и анодом будет создаваться электрическое поле, которое будет направлять электроны к положительно заряженному аноду. Когда действие света будет прекращено, тогда ток постепенно исчезнет. К фотоэлементам промышленного типа будут принадлежать:

ЦГ (Кислородно-цезиевый газонаполненный).
СЦВ (сурьмяно-цезиевый вакуумный).

Работа каждого элемента будет определяться рядом характеристик. В этой статье мы постарались рассмотреть только некоторые из них.

Световые характеристики фотоэлемента

Световая характеристика фотоэлемента – это зависимость фототока от светового потока, который в дальнейшем будет попадать на фотокатод. Чувствительность фотоэлемента – это отношение величины фототока в микроамперах к величине светового потока в люменах. Фотоэлемент будет реагировать на интенсивность светового потока и его частоту. Поэтому чувствительность будет распределяться на интегральную и спектральную.

Интегральная чувствительность – это величина тока фотоэлектронной эмиссии, которая создает в фотоэлементе всем световым потоком.
Спектральная чувствительность – это способность реагировать на световые колебания одной частоты.

Если рассмотреть вакуумные фотоэлементы анодный ток будет обусловлен только электронами, которые будут вылетать из фотокатода. В газонаправленных фотоэлементах ток будет создаваться не только электронами, но и ионами, которые будут получены в результате ионизации газа. Этим будет полностью объясняться нелинейность их световых характеристик. Чувствительность газонаправленного фотоэлемента будет больше, чем чувствительно вакуумного фотоэлемента. Интегральная чувствительность фотоэлемента типа СЦВ-4 будет составлять 100 мкА/лм.

Для использования фотоэлементов в схемах автоматики потребуется применение усилителей с большим коэффициентом усиления. Явление внутреннего фотоэффекта будет заключаться в том, что в результате поглощения света в полупроводнике могут появляться дополнительные свободные электроны, благодаря чему проводимость вещества значительно увеличится. У нас вы также можете прочесть, какие устройства могут измерить давление.

Фотосопротивление будет состоять из светочувствительного слоя полупроводника, который имеет толщину около 1 мкм. На его поверхности будут располагаться токосъемные электроды. Сам чувствительный элемент будет монтироваться в пластмассовом корпусе так, чтобы электроды обеспечили включение фотосопротивления в схему через специальную панель.

Промышленность на сегодняшний день выпускает разнообразные фотосопротивления, которые будут иметь следующие типовые обозначения: за буквами ФС будут стоять буквы и цифры, которые имеют прямое отношение к составу материала и конструкции. Например, фотосопротивление, кроме букв ФС в своем названии может иметь обозначение А – из сернистого свинца, Б – из сернистого висмута и К – из сернистого кадмия.

Работа фотосопротивления имеет достаточно простой принцип. При освещении электрическое сопротивление падает и ток в электрической цепи будет возрастать. Мерой чувствительности фотосопротивления считается разность токов в темноте и на свету, отнесенная к величине светового потока, который будет попадать на фотосопротивление.

Чувствительность фотосопротивлений будет в несколько раз больше чувствительности фотоэлементов с внешним фотоэффектом.

Основными характеристиками фотосопротивления считается:

Спектральная чувствительность. Характеризует чувствительность фотосопротивления при воздействии на него излучения определенной длины волны.
Световая чувствительность. Характеризует чувствительность фотосовентильных фотоэлементов будет велика, так как система электродов образует значительную емкость.

Теперь вы точно знаете, как работают фотоэлектрические датчики. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.