tailieunhanh - Giáo trình Phần tử tự động - Phần 1 Các bộ cảm biến - Chương 2

CÁC BỘ CẢM BIẾN §1. Cảm Biến Quang Điện Cảm biến quang điện là các linh kiện quang điện biến đổi trạng thái điện khi có ánh sáng thích hợp tác động vào bề mặt của nó. Tín hiệu vào là ánh sáng, tín hiệu ra tín hiệu điện. | ĐH Bách Khoa Hà Nội Chương 2 - CÁC BỘ CẢM BIẾN 1. Cảm Biến Quang Điện Cảm biến quang điện là các linh kiện quang điện biến đoi trạng thái điện khi có ánh sáng thích hợp tác động vào bề mặt của nó. Tín hiệu vào là ánh sáng tín hiệu ra tín hiệu điện. 1. Tính chất cơ bản của ánh sáng - Ánh sáng có 2 tính chất cơ bản là tính sóng và tính hạt. - Dạng sóng của ánh sáng là sóng điện từ được lan truyền trong chân không với vận tốc rất lớn m s Ánh sáng có tính chất sóng nên khi dòng ánh sáng xuyên qua 1 chất nào đó có thể bị hấp thụ hoặc tán xạ làm cho cường độ tia sáng giảm. Ánh sáng có tính chất hạt thể hiện qua sự tương tác với vật chất ánh sáng gồm các hạt photon có năng lượng rất nhỏ. Do trong vật chất các điện tử có xu hướng giải phóng khỏi phân tử thành các điện tử tự do nên cần cấp cho nó một năng lượng đủ lớn để thoát khỏi lực liên kết. Khi 1 photon được hấp thụ sẽ có 1 điện tử được giải phóng gây nên hiện tượng giải phóng điện tử. Hiện tượng giải phóng điện tích dưới tác dụng của ánh sáng do hiệu ứng quang điện gây nên. Đó là nội dung cơ bản của các định luật quang điện. 2. Nguồn sáng 3 dạng - Đèn sợi đốt là một bóng thủy tinh chứa khí hiếm và sợi đốt bằng vonfram. Ưu điểm thông lượng lớn dải phổ tần rộng và có thể biến đổi được Nhược điểm quán tính lớn tuổi thọ thấp - Đèn LED điot phát quang đây là nguồn sáng bán dẫn năng lượng được giải phóng do sự tái hợp điện tử lỗ trống ở vùng chuyển tiếp p-n làm phát sinh các photon. Ưu điểm quán tính nhỏ có khả năng điều biến tần số cao độ tin cậy cao tuổi thọ cao Nhược điểm thông lượng nhỏ dễ nhạy với nhiệt độ. - Lazer là nguồn sáng đơn sắc có độ chói lớn rất định hướng và tính liên kết mạnh. Dựa trên hiện tượng khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ kích thích. Ưu điểm Bước sóng đơn sắc hoàn toàn xác định. Thông lượng lớn chùm tia mảnh độ định hướng cao và truyền đi xa. 3. Tế bào quang dẫn - Tế bào quang điện là một quang điện trở có cấu tạo gồm 1 khối bán dẫn được đặt trong một ống thủy tinh. 18 ĐH Bách Khoa Hà Nội Hình 3