intTypePromotion=1

CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP - CHƯƠNG 2 CẢM BiẾN ĐO QUANG

Chia sẻ: Nguyen Anh Tuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

0
281
lượt xem
121
download

CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP - CHƯƠNG 2 CẢM BiẾN ĐO QUANG

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CẢM BiẾN ĐO QUANG 1. Tính chất và đơn vị đo ánh sáng 2. Cảm biến quang dẫn 3. Cảm biến quang điện phát xạ .1. Tính chất và đơn vị đo 1.2. Tính chất áng sáng a) Tính chất sóng: một dạng của sóng điện từ: .1.2. Tính chất áng sáng • Vận tốc: c = 299.792 km/s (chân không) c hoặc v = (môi trường vật chất) n c • Bước sóng: λ = ν v hoặc λ = ν (chân không) (môi trường vật chất). ν → tần số ánh sáng. .1.2. Tính chất áng sáng b) Tính chất hạt: chùm hạt (photon) chuyển động với vận tốc...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CẢM BIẾN CÔNG NGHIỆP - CHƯƠNG 2 CẢM BiẾN ĐO QUANG

  1. Chương II CẢM BiẾN ĐO QUANG 1. Tính chất và đơn vị đo ánh sáng 2. Cảm biến quang dẫn 3. Cảm biến quang điện phát xạ
  2. 1. Tính chất và đơn vị đo 1.2. Tính chất áng sáng a) Tính chất sóng: một dạng của sóng điện từ:
  3. 1.2. Tính chất áng sáng • Vận tốc: c = 299.792 km/s (chân không) c hoặc v = (môi trường vật chất) n c • Bước sóng: λ = (chân không) ν v hoặc λ = (môi trường vật chất). ν ν → tần số ánh sáng.
  4. 1.2. Tính chất áng sáng b) Tính chất hạt: chùm hạt (photon) chuyển động với vận tốc lớn, mỗi hạt mang một năng lượng nhất định, năng lượng này chỉ phụ thuộc tần số (ν) của ánh sáng: Wφ = h.ν → hằng số Planck h = 6,6256.10-34J.s
  5. 1.2. Đơn vị đo quang a) Đơn vị đo năng lượng: • Năng lượng bức xạ Q (J): là năng lượng lan truyền hoặc hấp thụ dưới dạng bức xạ tính bằng Jun. • Thông lượng ánh sáng Φ: là công suất phát xạ, lan truyền hoặc hấp thụ tính bằng oat. dQ Φ= (W) dt
  6. 1.2. Đơn vị đo quang dΦ • Cường độ ánh sáng (I): I = (W/sr) dΩ • Độ chói năng lượng (L): dI L= (W/sr.m2) • Độ rọi năng lượng (E): dA n dΦ E= (W/m2) dA
  7. 1.2. Đơn vị đo quang b) Đơn vị đo thị giác: • Độ nhạy đối với ánh sáng của mắt phụ thuộc bước sóng: Độ nhạy cực đại ứng với sóng λmax
  8. 1.2. Đơn vị đo quang Đại lượng đo Đơn vị Đơn vị thị giác năng lượng Luồng (thông lượng) W lumen(lm) Cường độ W/sr cadela(cd) W/sr.m2 cadela/m2 (cd/m2) Độ chói W/m2 lumen/m2 hay lux (lx) Độ rọi Năng lượng J lumen.s (lm.s)
  9. 1.2. Đơn vị đo quang • Hệ số chuyển đổi: 1 đv đo năng lượng = K. V(λ).đv đo thị giác 1W = K. V(λmax) =680.1= 680 lumen Ví dụ đối với ánh sáng đơn sắc: Φ V (λ ) = 680 V (λ )Φ (λ ) (lumen) . Đối với ánh sáng phổ liên tục: λ2 d Φ( λ ) Φ V = 680 ∫ V(λ ). dλ (lumen) dλ λ1
  10. 2. Cảm biến quang dẫn 2.1. Hiệu ứng quang dẫn: Hiệu ứng quang dẫn (hiệu ứng quang điện nội) là hiện tượng giải phóng những hạt tải điện (hạt dẫn) trong vật liệu dưới tác dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn điện của vật liệu.
  11. 2.1. Hiệu ứng quang dẫn W≥Wlk
  12. 2.1. Hiệu ứng quang dẫn • Mật độ điện tử trong tối: 1/ 2 a a a.Nd  2 + 2 +  n0 =  4r r 2.r   Nd → Nồng độ tạp chất donno  qWd  → Hệ số tỉ lệ giải phóng e. a = exp −   kT  r → Hệ số tái hợp.
  13. 2.1. Hiệu ứng quang dẫn • Nồng độ điện tử khi được chiếu sáng: 1/2 g  n≈  r  g → Số e giải phóng do chiếu sáng trong 1s trong 1 đơn vị thể tích: G 1 η( − R ) 1 g= = . Φ hν VV g >> a( d − n) N
  14. 2.1. Hiệu ứng quang dẫn σ0 = qµn0 • Độ dẫn trong tối: • Độ dẫn khi chiếu sáng: 1 g 2 1 1 σ = qµn = qµ  = .Φ 2 r A ⇒ σ >> σ0 và là hàm phi tuyến của Φ với số mũ γ =1/2 (thực tế γ = 0,5 -1)
  15. 2.2. Tế bào quang dẫn (TBQD) a) Cấu tạo: thực chất TBQD là một điện trở được chế tạo từ các chất bán dẫn: đa tinh thể đồng nhất, đơn tinh thể, bán dẫn riêng, bán dẫn pha tạp.
  16. 2.2. Tế bào quang dẫn (TBQD) b) Đặc trưng chủ yếu: • Điện trở: điện trở trong tối lớn (từ 104 Ω - 109 Ω ở 25oC đối với PbS, CdS, CdSe ) và giảm nhanh khi độ rọi sáng tăng.
  17. 2.2. Tế bào quang dẫn (TBQD) ∆I V γ −1 • Độ nhạy: S= =γ Φ ∆Φ A Nhận xét: + Độ nhạy giảm khi Φ tăng (trừ γ = 1) + Độ nhạy giảm khi tăng nhiệt độ, khi V điện áp đặt vào lớn. + Độ nhạy phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng.
  18. 2.2. Tế bào quang dẫn c) Đặc điểm + Tỷ lệ chuyển đổi tĩnh cao. + Độ nhạy cao. + Hồi đáp phụ thuộc không tuyến tính Φ. + Thời gian hồi đáp lớn. + Các đặc trưng không ổn định do già hoá. + Độ nhạy phụ thuộc nhiệt độ, một số loại đòi hỏi làm nguội.
  19. 2.2. Tế bào quang dẫn
  20. 2.2. Tế bào quang dẫn c) Ứng dụng: • Điều khiển rơ le: khi có bức xạ ánh sáng chiếu lên tế bào quang dẫn, điện trở giảm, cho dòng điện chạy qua đủ lớn → sử dụng trực tiếp hoặc qua khuếch đại để đóng mở rơle. • Thu tín hiệu quang: dùng tế bào quang dẫn để thu và biến tín hiệu quang thành xung điện.
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2