Фотоелектрични сензори

Фотоелектрически датчик е датчик, който реагира на промяна в осветлението. При фотоелектрическите сензори се използват три вида фотоелектричен ефект (под фотоелектричен ефект, феноменът на конфигуриране на параметрите на дадено вещество, когато неговата осветеност варира):

1-външен фотоелектричен ефект, състоящ се в това, че под въздействието на светлинната енергия има излъчване на електрони (емисия) от катода на електрическа лампа - стойността на тока на излъчване зависи от осветяването на катода,

2 - вътрешен фотоелектричен ефект, което се състои в това, че активното съпротивление (електрическа проводимост) на полупроводникови елементи зависи от осветяването му,

3 - вентил фотоелектричен ефект, който се състои във факта, че между слоевете на осветения проводник и неилюстрирания полупроводник, разбит от тънък изолационен слой, се появява електродвижеща сила, чиято величина зависи от осветяването.

На фиг. 1 показва диаграмата на свързване на фотоклетка с анодна батерия. анод А и катод K фотоклетка F обвит в стъкло Цилиндърът, от който се изпомпва въздухът (при вакуум фотоклетки) или които, след изпомпване на въздуха, се запълват с разреден газ-аргон (за фотоклетки, пълни с газ).

Когато светлинният поток падне на катод, покрита с активен слой, част от слънчевата енергия, поглъщана от катода, се свързва с електроните и електроните излизат от катода. Това явление се нарича фотоелектронова емисия. За да се използва тази емисия, между анода и фотокатода се създава електронно поле, насочващо електроните към положително заредения анод. Когато светенето спре, токът в фотоклетката изчезва.

Фотоклетките като CG (кислород-цезиев газ), като например SCV (антимон-цезиев вакуум) принадлежат към фабричните типове фотоклетки с външен фотоелектричен ефект.

Работата на фотоклетките се определя от техните характеристики. Помислете за някои от тях. Линията, изобразяваща зависимостта на фотохеркусната фотоволтаика от напрежението в анода, се нарича линия на тока.

Фотоволтаичен фотон наречена зависимостта на фотоволтаичния поток от инцидента на светлинния поток върху фотокатода.

Светлинният блок определя чувствителността на фотоклетката. Чувствителност на фотоклетката е съотношението на величината на фоточувствинието в микроамперите към големината на светлинния поток в лумена, който е причинил този ток. Фотоклетката реагира на интензивността на светлинния поток и неговата честота, защото неговата чувствителност е разделена на интегрална (интензивна) и спектрална (в честота).

Интегралната чувствителност на фотоклетката наречена стойността на тока на фотоелектронната емисия, произведена в фотоклетка от целия светлинен поток (от ултравиолетови до инфрачервени лъчи включително).

Спектрална чувствителност на фотоклетка характеризира способността му да реагира на светлинните вибрации с една честота (т.е., определена дължина на вълната).

Във вакуумни фотоклетки анодният ток се оправдава само от електрони, излъчвани от фотокатода, а светлинната характеристика на такава фотоклетка е линейна (пряка 1 и 2 на фиг. 2 а). При газовите фотоклетки токът се генерира не само от електрони, излъчвани от катода, но и от електрони и йони в резултат на йонизация на газа, което обяснява нелинейността на техните светлинни характеристики (криви 3 и 4 на фиг. 2 а).

На фиг. 2 и фототок аз се изразява в микроампери и светлинният поток Ф е в лумени.

фотоклетките Газовите напълнена съществуващите молекули газ правят възможно използването на йонизация да увеличи фототока, което ясно се вижда от сравнението на характеристиките на ток напрежение (Фиг. 2 б), на газ напълнена фотоклетка (крива 2) и вакуумната (крива 1).

Чувствителността на газова фотоклетка е по-голяма от чувствителността на вакуумна фотоклетка. Например при номинално работно напрежение 240 в интегрална чувствителност на тип вакуумна фотоклетка NCW-4 е 100 mka / lm, но с газова фотоклетка TT-4 - 200 mka / lm.

Въвеждането на фотоклетки в схемите за автоматизация изисква въвеждането на усилватели с огромна печалба. Фотоклетки с вътрешен фотоелектричен ефект (фоторезистентност). Феноменът на вътрешния фотоелектричен ефект е, че в резултат на абсорбцията на светлина се появяват допълнителни свободни електрони в полупроводниците, така че проводимостта на веществото се увеличава и неговата съпротива се намалява.

Изработени от индустрията за фоточувствителни устройства имат следните типични наименования: зад знаците на FS, които обозначават фоторезистентността, са буквите и номерата, свързани със състава на материала и конструкцията на фоточувствителността. Така фоторезистор, направен от оловен сулфид, без да броим буквите FS, имат означенията А, от бисмутен сулфид - В, от сулфирен кадмий - К.

Работата на фоточувствителността се състои в това, че при осветление електронното съпротивление пада рязко и, както следва, токът в електронната верига, в който е вграден фоторезисът, се увеличава. Токът през фоточувствителността, включен в схемата, също преминава в мъгла, но когато се освети, магнитудът на тока се повишава рязко. Измерването на чувствителността на фоточувствителността е разликата в токовете в тъмнината и в светлината, отнасяща се до големината на светлинния поток, настъпващ върху фоточувствителността.

Трябва да се подчертае, че чувствителността на фоторезисторите е многократно по-голяма от чувствителността на фотоклетките с външен фотоелектричен ефект. Интегралната чувствителност на някои фоторезистори, например FS-KM2, с най-голямото допустимо напрежение е 3000-10000 mka / lm.

Основните характеристики на фоточувствителността са: спектрален, който характеризира чувствителността на фоточувствителността под действието на радиация на определена дължина на вълната, светлина, който характеризира чувствителността на фоточувствителните фотоклетки, е сравнително голям, защото системата от електроди, счупена от най-тънкия блокиращ слой, образува значителен капацитет.

Литература: IG Myaskovsky "Автоматизация бази на производството."