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可见光照度传感器是如何进行测量的看完本篇就明白了

更新时间:2022-05-06      点击次数:1425
  可见光照度传感器是将光照度大小转换成电信号的一种传感器,输出数值计量单位为Lux。光是光合作用*的条件;在一定的条件下,当光照强度增强后,光合作用的强度也会增强,但当光照强度超过限度后,植物叶面的气孔会关闭,光合作用的强度就会降低。因此,使用光照度传感器控制光照度也就成为影响作物产量的重要因素。
 
  根据爱因斯坦的光子假说:光是一粒一粒运动着的粒子流,这些光粒子称为光子。每一个光子具有一定的能量,其大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ。所以,不同频率的光子具有不同的能量。光的频率越高,其光子能量就越大。
 
  光线照射在某些物体上,使电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电效应,也称光电发射。逸出来的电子称为光电子。
 
  光电效应一般分为外光电效应、光电导效应和光伏效应三类,根据这些效应可制成不同的光电转换器件(称为光敏元件)。照度传感器是以光伏应来工作的。
 
  在光照下,若入射光子的能量大于禁带宽度,半导体PN结附近被束缚的价电子吸收光子能量,受激发跃迁至导带形成自由电子,而价带则相应的形成自由空穴。
 
  这些电子一空穴对,在内电场的作用下,空穴移向P区,电子移向N区,使P区带正电,N区带负电,于是在P区与N区之间产生电压,称为光生电动势,这就是光伏效应。利用光伏效应制成的敏感元件有光电池、光敏二极管和光敏三极管等,其应用极为广泛。
 
  利用光敏二极管的光伏效应可以制作照度传感器。光敏二极管的结构与一般二极管相似,装在透明玻璃外壳中,它的PN结装在管顶,可直接受到光照射,光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态。光敏二极管在电路中处于反向偏置,在没有光照射时,反向电阻很大,反向电流很小,此反向电流称为暗电流。
 
  反向电流小的原因是在PN结中,P型中的电子和N型中的空穴(少数载流子)很少。当光照射在PN结上,光子打在PN结附近,使PN结附近产生光生电子和光生空穴对,使少数载流子的浓度大大增加,因此通过PN结的反向电流也随着增加。
 
  如果入射光照度变化,光生电子一空穴对的浓度也相应变动,通过外电路的光电流强度也随之变动,可见光敏二极管能将光信号转换为电信号输出。

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