Фотоэлектрические преобразователи - раздел Образование, Основы проектирования Фотоэлектрическими Называются Такие Преобразователи, У Которых Выходн...
Фотоэлектрическиминазываются такие преобразователи, у которых выходной сигнал изменяется в зависимости от светового потока, падающего на преобразователь. Фотоэлектрические преобразователи или фотоэлементы делятся на три типа: фотоэлементы с внешним фотоэффектом, фотоэлементы с внутренним фотоэффектом и фотогальванические преобразователи.
Фотоэлементы с внешним фотоэффектомпредставляют собой вакуумные или газонаполненные сферические стеклянные баллоны, на внутреннюю поверхность которых наносится слой фоточувствительного материала, образующий катод. Анод выполняется в виде кольца или сетки из никелевой проволоки. В затемненном состоянии через фотоэлемент проходит темновой ток, как следствие термоэлектронной эмиссии (порядка 10-12А) и утечки между электродами (порядка
10-10...10-7А). При освещении фотокатод под влиянием фотонов света имитирует электроны. Если между анодом и катодом приложено напряжение, то эти электроны образуют электрический ток. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом требуют применения усилителей, так как их мощность очень мала.
Отношение тока, усиленного за счет ионизации, к первичному фототоку называется коэффициентом газового усиления, который может достигать значения 6...7. Чувствительность газонаполненных фотоэлементов значительно выше вакуумных и составляет 100...250 мкА/лм.
Вольт-амперные характеристики вакуумных и газонаполненных фотоэлементов имеют различный характер кривых насыщения. Преобразование светового потока в ток в вакуумных фотоэлементах зависит от напряжения питания фотоэлемента весьма незначительно, а это значит, что в данном случае динамическое сопротивление фотоэлемента остается практически неизменным.
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы) представляют собой однородную полупроводниковую пластинку с контактами, которая под действием светового потока изменяет свое сопротивление. Внутренний фотоэффект заключается в появлении свободных электронов, выбитых квантами света из электронных орбит атомов остающихся свободными внутри вещества. Фоторезисторы имеют высокую чувствительность и линейную вольт - амперную характеристику, т.е. их сопротивление не зависит от приложенного напряжения. Темповое сопротивление, чувствительность, инерционность зависят от температуры.
В зависимости от силы света электрическое сопротивление фоторезистора изменяется в пределах от 100 Ом до 1 кОм. Спектральная чувствительность определяется выбором материала. Фоторезисторы могут иметь самые разнообразные конструктивные решения, обеспечивающие разнообразие возможностей применения. Они обладают высокой удельной чувствительностью (до 7000 мкА/лмВ), что в некоторых случаях дает возможность обойтись без усилителей, низким температурным коэффициентом (-0,2% 1/град), сравнительно большой мощностью рассеивания(0,6...0,7 Вт); имеют практически неограниченный срок службы и достаточно стабильны. К недостаткам этих фотоэлементов можно отнести значительную инерционность и сравнительно высокий уровень шумов.
Фотогальванические преобразователи (фотодиоды и фототранзисторы)представляют собой активные светочувствительные полупроводники, создающие при поглощении света вследствие фотоэффектов в запорном слое свободные электроны и ЭДС.
Фотодиод (ФД) может работать в двух режимах - фотодиодном и генераторном (вентильном). Фототранзистор - полупроводниковый приемник лучистой энергии с двумя и большим числом p-n-переходов, в которых совмещен фотодиод и усилитель фототока.
Фототранзисторы, как и фотодиоды, применяются для преобразования световых сигналов в электрические. Однако в фототранзисторах наличие второго p-n-перехода увеличивает собственные шумы. Их чувствительность почти в два раза выше, чем у фотодиодов, и они обладают электрической и технологической совместимостью с интегральными схемами.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Уфимский государственный авиационный технический университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Фотоэлектрические преобразователи
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Этапы проектирования.
- составная часть любого из стадий проектирования, сводящуюся к выполнению проектных операций и процедур, относящихся к 1 аспекту или иерархическому уровню. Проектная процедура – формализова
Цифровые преобразователи и приборы
В настоящее время широко применяются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми электроизмерительными приборами.
В отличие от аналоговых прибор
Структуры и алгоритмы функционирования измерительных систем
Измерительные системы предназначены для получения и выдачи измерительной информации о состоянии объекта, которое представляется физическими величинами (масса, геометрические размеры, линейные и угл
Многоточечные измерительные системы.
Для объектов, состояния которых представляются однотипными физическими величинами, например, деформация, возникающая на различных участках механизмов при воздействии на него статической нагрузки, в
Мультиплицированные измерительные системы.
В случае представления состояния объекта однотипными физическими величинами целесообразно получение и выдача измерительной информации, осуществляемые с помощью мультиплицированных ИС.
В по
Сканирующие измерительные системы.
Сканирующие измерительные системы предназначены для получения измерительной информации о состоянии поля физических величин.
Восприятие состояния поля осуществляется сканирующим (системным)
Системы автоматического контроля
При контроле устанавливается степень соответствия между состоянием объекта контроля и заданной нормой.
Контроль, при котором описания норм заданы в количественном виде с по
Датчик как цепь измерительных преобразователей
Одним из основных положений современной теории измерительных устройств является положение об измерительном преобразовании. В соответствии с ним измерение рассматривается как процесс приема и преобр
Емкостные преобразователи
Емкостный преобразователь представляет собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины. В качестве емкостного преобразователя широк
Индуктивные преобразователи
Индуктивным называют такой преобразователь, который преобразует значение измеряемой (механической) величины в значение индуктивности. Он представляет собой катушку индуктив
Магнитоупругие преобразователи
Магнитоупругие преобразователи являются разновидностью электромагнитных преобразователей. Они основаны на явлении изменения магнитной проницаемости μ ферромагнитных тел в зависимости от возник
Нормирующие преобразователи
На сегодняшний день одной из основных задач, решаемых электронными устройствами, является измерение различных физических величин. Основа любого электронного измерительного устройств
Измерительные преобразователи компенсационного типа
Отдельные звенья структурной схемы рис.1.1а могут представлять собой более простые ИП. С целью повышения точности некоторые из них охватывают ООС, т.е. выполняют по компенсационной схеме. Такие ИП
Измерительные преобразователи переменного тока
Широкое применение в цифровых измерительных приборах нашли методы измерения переменного тока и напряжения, основанные на линейном преобразовании среднего значения измеряемого сигнала в напряжение п
Способы вывода кодированной
информации на цифровые индикаторы.
Индикатор является составным элементом. С его помощью осуществляется передача информации от прибора или системы к операт
Электролюминесцентные индикаторы
В электролюминесцентных индикаторах используется явление свечения при возбуждении его электрическим полем. Электролюминесцентные индикаторы состоят из 2 электродов, образующих плоский конденсатор м
Жидкокристаллические индикаторы.
Индикаторный элемент на жидком кристалле ( ЖК индикатор) состоит из 2 стеклянных пластин, имеющих на внутренних сторонах прозрачное поводящее покрытие, например из окиси олова. Полость между стекля
Полупроводниковые индикаторы.
Полупроводниковые индикаторы основаны на свойстве арсенид-фосфид-галлиевых диодов излучать свет при пропускании через них тока. Полупроводниковые индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД) имеют не
Накопители информации
Накопитель информации — устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации — это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердотельный носитель
Накопители на гибких дисках
Конструктивно дисковод состоит из механических и электронных узлов: рабочего двигателя, рабочей головки, шагового двигателя и управляющей электроники.
Рабочий двигатель
Накопители на жестких магнитных дисках
По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость, (чтобы сохранить данные объемом 420 Мбайт, требуется один НDD или около 290 дискет 3.5"
Приводы СD-RОМ
СD-RОМ — компакт-диск (СD), предназначенный для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства, называемого СD-RОМ – driver,
Накопители на магнитной ленте
Накопители на магнитной ленте применяются в системах резервного копирования. Резервное копирование данных необходимо, если емкость используемого накопителя на жестких дисках невелик
Показатели качества приборов и систем
В процессе проектирования возникает потребность оценивать совершенство и эффективность приборов обобщенными показателями, сравнивать их с подобными показателями ранее разработанных конструкций, чет
Системный подход, как основа проектирования
Под проектированием – как известно – понимают комплекс работ по изысканиям, исследованиям, расчетам и конструированию, имеющих целью получения всей необходимой документации для созд
Выбор интерфейсов измерительных систем
Современное проектирование автоматических средств измерений и контроля широко использует системный подход, при котором любое достаточно сложное средство измерений (прибор, система) представляется к
Проектирование программного обеспечения измерительных систем
Без соответствующего программного обеспечения современные измерительные и другие системы, включающие ЭВМ или средства микропроцессорной техники работать не могут.
Существуют жесткие ограни
Сертификация приборов и систем
Сертификация – форма осуществления органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов и условиям договоров.
Система серт
Физические величины и поля. Принципы
их преобразования.
Физическая величина – особенность, свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояни
Коды, используемые в ЦАП и АЦП.
В ЦАП и АЦП используют те же коды, что и в цифровых вычислительных машинах ЦВМ, поскольку они совместно работают в различных системах переработки информации. В основном это разновидности двоичного
Основные параметры ЦАП и АЦП.
ЦАП и АЦП являются сложными электронными устройствами с широкой областью применения, что требует большого числа параметров, необходимых для описания преобразователей и их возможностей.
Хар
АЦП импульсного преобразования.
Метод последовательного преобразования реализуется и в АЦП время – импульсного преобразования (АЦП с генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)). Принцип действия рассматриваемого АЦП осно
Новости и инфо для студентов