Фотоэлектрические преобразователи.

Фотоэлектрические преобразователи.

Фотоэлектрическими именуются такие преобразователи, у каких выходной сигнал меняется зависимо от светового потока, падающего на преобразователь. Явление фотоэффекта было открыто в 1888 г. А.Г.Столетовым.

Фотодиод – диодик в корпусе, в каком имеется окошко, позволяющее свету попадать на полупроводниковое соединение. Если таковой диодик включить в цепь, то ток, протекающий через него, будет Фотоэлектрические преобразователи. пропорционален интенсивности света, падающего на полупроводниковое соединение. Выходной сигнал снимается в виде разности потенциалов на резисторе.

Схематическое изображение фотоэлемента с наружным (а) и внутренним (б) фотоэффектом; К — фотокатод; А — анод; Ф — световой поток; n и p — области полупроводника с донорной и акцепторной примесями; Е — источник неизменного тока Фотоэлектрические преобразователи., служащий для сотворения в пространстве меж К и А электронного поля, ускоряющего фотоэлектроны; Rн — нагрузка; пунктирной линией обозначен р — n-переход.

Фотодиод представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с электронно-дырочным переходом (р–n-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и встроенный в железный либо пластмассовый защитный корпус Фотоэлектрические преобразователи.. Материалами, из которых делают Фотодиоды, служат Ge, Si, GaAs, HgCdTe и др.

Различают 2 режима работы фотодиода: фотодиодный, когда во наружной цепи Фотодиода содержится источник неизменного тока, создающий на р–n-переходе оборотное смещение, и вентильный, когда таковой источник отсутствует. В фотодиодном режиме Фотодиод, как и фоторезистор, употребляют Фотоэлектрические преобразователи. для управления электронным током в цепи Фотодиода в согласовании с конфигурацией интенсивности падающего излучения. Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через р–n-переход и ослабляют электронное поле последнего. Фототок в Фотодиоде в широких границах линейно находится в зависимости от интенсивности падающего излучения и фактически не находится в зависимости от Фотоэлектрические преобразователи. напряжения смещения. В вентильном режиме Фотодиод, как и полупроводниковый фотоэлемент, употребляют в качестве генератора фотоэдс.

Главные характеристики Фотодиода:

1) порог чувствительности (величина малого сигнала, регистрируемого Фотодиодом, отнесённая к единице полосы рабочих частот), добивается 10-14 вт/гц1/2;

2) уровень шумов – не выше 10-9 А;

3) область спектральной чувствительности лежит в границах 0,3–15 мкм;

4) спектральная чувствительность (отношение Фотоэлектрические преобразователи. фототока к сгустку падающего монохроматического излучения с известной длиной волны) составляет 0,5–1 а/вт;

5) инерционность (время установления фототока) порядка 10-7–10-8 сек.

В лавинном Фотодиоде, представляющем из себя разновидность Фотодиодов с р–n-cтруктурой, для роста чувствительности употребляют т. н. лавинное умножение тока в р–n-переходе, основанное на ударной ионизации Фотоэлектрические преобразователи. атомов в области перехода фотоэлектронами. При всем этом коэффициент лавинного умножения составляет 102–104. Есть также Фотодиоды с р–i–n-cтруктурой, близкие по своим чертам к Фотодиоды с р–n-cтруктурой; по сопоставлению с последними они владеют существенно наименьшей инерционностью (до 10-10 сек).

Фотодиоды находят применение в устройствах автоматики, лазерной техники, вычислительной Фотоэлектрические преобразователи. техники, измерительной техники и т.п.

Фотоэлектрические преобразователи используются в системах автоматического контроля и регулирования: измерения температуры тела, свойства поверхности, скорости вращения, концентрации смесей и т.д.

Оптические датчики М18-С цилиндрического типа.

Датчики диффузионного типа (отражающие от объекта), которые источают и принимают отраженный от объекта свет, находящегося Фотоэлектрические преобразователи. в зоне деяния датчика. Как улавливается определенная световая энергия, на выходе устанавливается соответственный логический уровень. Величина дистанции от фотодатчика до объекта находится в зависимости от размеров улавливаемого предмета, от его цвета, шероховатости и т.д. Конструктивно излучатель и приемник выполнены в одном корпусе.

Ионизационные преобразователи.Принцип деяния Фотоэлектрические преобразователи. ионизационных преобразователей заключается в том, что измеряемая неэлектрическая величина связана с током электрической либо ионной проводимости газовой среды, также фактически излучение.

Радиоактивный источник испускает излучение, попадающее в приёмник, выходной ток которого пропорционален чертам этого излучения, которые функционально связаны с измеряемыми параметрами объекта.

В качестве ионизирующих агентов используют α-,β-частицы, γ- либо рентгеновские лучи.

α-частица – положительно Фотоэлектрические преобразователи. заряженная частичка, образованная 2 протонами и 2 нейтронами. Схожа ядру атома гелия 4 ( ). Эта формула значит, что частичка состоит из 2-х положительно заряженных протонов и 2-ух нейтронов. Всего – 4. Появляется при альфа-распаде ядер.

β-частица – заряженная частичка, испускаемая в итоге бета-распада. Представляет собой поток негативно заряженных частиц – электронов. Появляется при бета-распаде Фотоэлектрические преобразователи. ядер и именуется бета-лучи либо бета-излучение

γ-излучение — вид электрического излучения с длиной волны наименее 2·10−10 м.

Рентге́новское излуче́ние — электрические волны, энергия которых лежит на шкале электрических волн меж ультрафиолетовым и гамма-излучением. Это соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).

Схема опыта по разделе­нию радиоактивных Фотоэлектрические преобразователи. лучей магнит­ным полем.

1 – радиоактивное вещество; 2 – свинцовая коробка с узким каналом, для радиоактивного вещества; 4 – γ-лучи, не отклонённые магнитным полем; 4 – α-лучи, слабо отклонённые магнитным полем; 5 – β-лучи, очень отклонённые магнитным полем; 6 – область, в какой сотворено магнитное поле.

Толщина

Схема измерительного устройства с радиоактивными изотопами для контроля толщины ленты

Схема бесконтактного контроля толщины железной полосы Фотоэлектрические преобразователи. в процессе проката, основанная на способе поглощения излучения, изображена на рис. Контейнер 2 с источником излучения помещен под прокатываемой полосой металла 1, а ионизационная камера 7 — над этой полосой на одной оси с источником излучения. Зависимо от конфигурации толщины полосы металл поглощает большее либо наименьшее число частиц, что вызывает изменение электронного Фотоэлектрические преобразователи. сигнала, вырабатываемого камерой. После усиления в усилителе 6 сигнал передается на серводвигатель 4 и показывающий прибор 5. Серводвигатель, изменяя положение валков 3, регулирует толщину прокатываемой полосы.

Пьезоэлектрические преобразователи.

Принцип деяния основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, возникающего в кристаллических диэлектриках, именуемых пьезоэлектриками. Этот эффект заключается в возникновении электронного заряда на поверхности кристалла под действием механической Фотоэлектрические преобразователи. нагрузки. При снятии нагрузки диэлектрик приходит в начальное состояние.

В качестве пьезоэлектриков используются кварц, титанат бария, и др. Наибольшее применение для измерений нашёл кварц, у которого пьезоэлектрические характеристики смешиваются с высочайшей механической прочностью. В кристаллах кварца различают три основных оси: электронную X – X , механическую Y – Y , оптическую ось Z – Z Фотоэлектрические преобразователи..

Оси симметрии кристалла кварца

Вырежем из кристалла кварца, имеющего 6 боковых граней, таковой параллелепипед, чтоб, чтоб его грани были параллельны электронной, механической и оптической осям.

a – ребро параллельное оси X

b – ребро параллельное оси Y

c – ребро параллельное оси Z

Величина заряда на гранях bc перпендикулярных электронной оси X и под действием силы Фотоэлектрические преобразователи. FX (продольный пьезоэффект) равна:

где k – пьезоэлектрический модуль кварца.

Величина заряда на гранях bc параллельных механической оси Y под действием силы FY , направленной повдоль этой оси (поперечный пьезоэффект) равна:

При действии силы FZ электризации кварца не происходит. При изменении направления деяния силы FX заряды имеют обратный символ Фотоэлектрические преобразователи..

Пьезоэлектрические преобразователи используются только для измерения динамических величин: стремительно меняющихся усилий, давлений, вибраций, шероховатости поверхности.


formula-kornej-kvadratnogo-uravneniya.html
formula-lichnosti-stranica-15.html
formula-lichnosti-stranica-22.html