光敏传感器的工作原理及其应用

描述

如今，传感器已广泛应用于人类的生产和生活中，特别是对于高精度产品，应使用各种传感器监控生产过程中的参数，使设备处于正常或最佳状态，使产品达到最佳质量。因此，没有许多优秀的传感器，现代生产就失去了基础。在医学上，借助传感器可以更好地分析病因，获得良好的治疗方案。在科学研究中，传感器具有更突出的地位，许多领域的感官和简单的传感器无法获得准确的数据，必须使用高精度传感器实现分析测量，光敏传感器是使用光敏元件将光信号转换为电信号传感器，因为其非接触、响应快、性能可靠，因此在自动控制和非电力电子技术中占有非常重要的地位。

光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。国内主要厂家有OTRON品牌等。光传感器是目前产量最大、应用最广泛的传感器之一，在自动控制和非电量电测技术中起着非常重要的作用。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接头时会产生电流。

光敏传感器分类：

光敏传感器是最常见的传感器之一，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外传感器、紫外线传感器、光纤光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接头时会产生电流。

光敏传感器的组成

光传感器不仅局限于光的检测，还可以作为检测元件组成其他传感器，只要将这些非电转换为光信号的变化，就可以检测到许多非电。光传感器 该装置是目前产量最大、应用最广泛的传感器之一，在自动控制和非功率测试技术中发挥着非常重要的作用。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接头时会产生 电流。

光传感器是一种利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器。它的敏感波长接近可见光波长，包括红外波长和紫外波长。光传感器不仅局限于光检测，还可以作为检测元件组成其他传感器，只要将这些非电转换为光信号的变化，就可以检测到许多非电。

光敏传感器的特点：

该光敏传感器适用于测量室外自然光， 常用于环境或生物监测实验。其敏感波长在可见光波长附近，包括红外波长和紫外波长。光传感器不仅局限于光检测，还可以作为检测元件组成其他传感器，只要将这些非电转换为光信号的变化，就可以检测到许多非电。光传感器是目前产量最大、应用最广泛的传感器之一，在自动控制和非电量电测技术中起着非常重要的作用。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接头时会产生电流。

光敏传感器的工作原理：

光传感器是一种利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器。它的敏感波长接近可见光波长，包括红外波长和紫外波长。光传感器不仅局限于光检测，还可以作为检测元件组成其他传感器，只要将这些非电转换为光信号的变化，就可以检测到许多非电。

光敏传感器配备高精度光电管，光电管内有一个由针二管组成的小平板电脑。当向光电管两端施加反向固定压时，任何光对其的影响都会导致其释放电子。因此，光强越高，光电管的电流越大。当电流通过电阻时，电阻两端的电压转换为收集器数模转换器可接受的0-5V电压，然后采集以适当的形式保存结果。简单来说，光敏传感器是利用光敏电阻受光强影响的原理，将光强的模拟信号发送到机器人主机。简单来说，光敏传感器是利用光敏电阻受光强影响的原理，将光强的模拟信号发送到机器人主机。 光敏电阻又称光的光敏电阻又称光感电阻。 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光测量、光控制和光电转换（将光的变化转化为电的变化）。

(1)光敏电阻

原理：它是基于的 半导体光电效应工作。光敏电阻无极性，纯电阻元件。使用时可增加直流电压或交流电压。

光敏电阻的工作原理:光照时，电阻很小；没有光的时候，电阻很大。光越强，电阻越小；当光线停止时，电阻恢复到原值。

光谱范围：从紫外线到红外线。 优点：灵敏度高，体积小，性能稳定，价格低。

光敏电阻的性能参数： 光敏电阻不受光照时的电阻称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。受光时的电阻称为亮电阻，此时的电流称为亮电流。暗电阻越大越好，亮电阻越小越好。在实际应用中，暗电阻约为兆欧级，亮电阻约为千欧级。

光敏电阻的伏安特性：

① 电压U越高，光电流I越大，不饱和。

② U-I曲线是一条直线，表明电阻值与外加电压无关。

③ 在给定的电压下，光电流的数值将随光照的增强而增加。

(2) 光敏二极管

光敏二极管在结构上与半导体二极管相似，其管芯具有光敏特性PN结具有单向导电性，因此工作时需要增加反向电压。 光敏二极管截止时，饱和反向泄漏电流非常小，即暗电流。饱和反向泄漏电流大大增加，形成光电流，随着射光强度的变化而变化。 当光线照射PN结时，可以做到PN结中产生电子一空穴对，增加了少数载流子的密度。这些载流子在反向电压下漂移，增加反向电流。因此，电路中的电流可以来改变电路中的电流。无光是出于截止状态，有光时导通。

(3)光敏三极管

分为PNP和NPN两种。 光敏三极管类似于普通三极管，也有放大电流的效果，但其集电极电流不仅由基极电路和电流控制，而且由光辐射控制。 通常不引出基极，但引出一些光敏三极管基极，用于温度补偿和附加控制。

光电特性：当光敏电阻两级电压固定不变时，光照与电阻与电流的关系称为光电特性。

光电特性曲线如下图所示：

应用光敏传感器：

光敏传感器中最简单的电子设备是光敏电阻，它能感知光的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单的电子线路放大来控制LED自动开关灯具。因此，它广泛应用于自动控制和家用电器。对于远程照明灯具，如电视中的亮度自动调节和相机的自动曝光；此外，在自动控制电路、卷带自停装置和路灯、航标等防盗报警装置中。

光敏传感器主要用于电子产品的光自动控制领域，如太阳能草坪灯、光控夜灯、相机、监控器、光控玩具、声控开关、摄像头、防盗钱包、光控音乐盒、生日音乐蜡烛、音乐杯、人体感应灯、人体感应开关等。

光敏传感器的应用主要是光敏电阻的应用，因此广泛应用于自动控制和家用电器。

例如：自动调节电视亮度、相机自动曝光、路灯、航标自动电路控制、防盗报警装置等，主要讨论最熟悉的应用，即当前智能手机光敏传感器的应用。

智能手机上光敏传感器的应用：

手机从最初的芯片降耗节能，实现非凡待机，到LCD节能、健康、不刺眼的屏变，一直发展到今天，利用线性光敏传感器实现多种功能。

⑴ 节能感应键盘 正常使用手机时，白天可以自动关闭键盘背光灯，晚上可以自动打开，起到节能的作用。

⑵ 智能感光(LCD 屏感应) 感应环境光线强弱自动调节LCD 屏幕亮度等级，图像颜色。阳光更清晰，晚上不耀眼，亮度随时随地自动调节，保护视力，节省手机功耗。

⑶ 铃声转动静音 当你在会议上的时候，手机响起了响亮的电话铃声，对方是他多年没见过的好朋友，接吗？还是挂断电话？没有！IC 窗户两次，铃声很容易变静音，既不打扰会议，也不冒犯朋友，一举两得。

⑷ 拍摄自动补光感应 拍照时什么时候开补光灯？IC LXD/GB5-A1DPZ 嗯，只要你在自动模式下，它就会在需要补光的时候自动为你打开补光灯，在不需要补光的时候自动为你关闭。

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