Sistemi ta 'kejl u kontroll ottiċi, iddisinjati bbażati fuq il-prinċipji varji li bihom il-fluss luminuż jinteraġixxi ma' komponenti fotoelettriċi, huma diversi ħafna. Ibbażat fuq in-natura tas-sinjal tal-ħruġ iġġenerat mill-komponenti fotoelettriċi (jew is-sistema kollha kemm hi), dawn is-sistemi jistgħu jiġu kklassifikati b'mod wiesa 'f'żewġ kategoriji: sensuri fotoelettriċi analogi u sensuri fotoelettriċi tal-polz (jew swiċċjar). Sensor fotoelettriku analogu jikkonverti l-kwantità mkejla f'fotokurrent li jvarja kontinwament, li jistabbilixxi relazzjoni unika,-valutata bejn il-kwantità mkejla u s-sinjal tal-ħruġ. Ibbażat fuq il-metodu użat biex ikejjel (jew jikxef) l-oġġett fil-mira, sensuri fotoelettriċi analogi jistgħu jiġu kkategorizzati aktar fi tliet tipi ewlenin: tip ta 'trasmissjoni (assorbiment), tip ta' riflessjoni mxerrda, u tip ta 'imblukkar tad-dawl-(interruzzjoni tar-raġġ). It-"tip ta' trasmissjoni" tirreferi għal konfigurazzjoni fejn l-oġġett taħt kejl jitqiegħed fil-mogħdija ottika; enerġija tad-dawl mitfugħa minn sors tad-dawl kostanti tgħaddi mill-oġġett-b'porzjon jiġi assorbit-qabel id-dawl trażmess jolqot il-komponent fotoelettriku. It-"tip ta 'riflessjoni mxerrda" jinvolvi sors ta' dawl kostanti li jarmi dawl fuq l-oġġett taħt kejl, u b'hekk id-dawl jiġi rifless b'mod diffuż mill-wiċċ tal-oġġett u sussegwentement jolqot il-komponent fotoelettriku. It-"tip ta'-imblukkar tad-dawl" jiddeskrivi xenarju fejn il-fluss luminuż emess mis-sors tad-dawl huwa parzjalment ostakolat mill-oġġett taħt kejl, u b'hekk jibdel l-ammont ta' fluss luminuż inċidentali fuq il-komponent fotoelettriku; il-kobor ta 'din l-alterazzjoni hija direttament relatata mal-pożizzjoni tal-oġġett fi ħdan il-mogħdija ottika.
Il-fotodijodu huwa l-aktar tip komuni ta 'sensor ottiku. Fiżikament, photodiode jixbaħ dajowd standard. Fin-nuqqas ta 'illuminazzjoni, iġib ruħu bħal dajowd konvenzjonali, li juri kurrent invers żgħir ħafna magħruf bħala "kurrent skur." Meta jkunu esposti għad-dawl, it-trasportaturi ta' ċċarġ huma eċċitati, u jiġġeneraw pari ta' toqob ta' elettroni-imsejjħa "photocarriers." Taħt l-influwenza ta 'kamp elettriku estern, dawn il-photocarriers jipparteċipaw fil-konduzzjoni elettrika, li jagħtu lok għal kurrent invers akbar b'mod sinifikanti mill-kurrent skur; dan il-kurrent li jirriżulta huwa msejjaħ "fotokurrent." Il-kobor tal-fotokurrent huwa direttament proporzjonali għall-intensità tad-dawl inċidentali; konsegwentement, sinjal elettriku li jvarja skond il-bidliet fl-intensità tad-dawl jista 'jinkiseb tul resistor tat-tagħbija.
In addition to possessing the capability to convert optical signals into electrical signals-a function shared with photodiodes-the phototransistor also features the distinct capability to amplify these electrical signals. The physical appearance of a phototransistor differs little from that of a standard transistor. Typically, a phototransistor features only two external leads-the emitter and the collector-while the base lead is left unconnected internally. The device casing is designed with a transparent window to allow light to enter. To maximize light absorption, the surface area of the base region is made significantly larger than that of the emitter region; consequently, incident light is primarily absorbed within the base region. During operation, the collector-base junction is reverse-biased, while the emitter-base junction is forward-biased. In the absence of light, the current flowing through the device is known as the "dark current" (Iceo=(1 + ) Icbo); this current is extremely small-even lower than the leakage current found in standard transistors. When exposed to light, a large number of electron-hole pairs are generated, resulting in an increase in the base current (Ib). The current flowing through the device under these conditions is termed the "photocurrent," with the emitter current given by Ie=(1 + ) Ib. Thus, it is evident that a phototransistor possesses higher sensitivity compared to a photodiode.
Prinċipju Operattiv
Sensor fotoelettriku jikseb kontroll billi jikkonverti varjazzjonijiet fl-intensità tad-dawl f'bidliet korrispondenti fis-sinjali elettriċi.
Ġeneralment, sensor fotoelettriku jikkonsisti fi tliet komponenti ewlenin: trasmettitur, riċevitur, u ċirkwit ta 'skoperta.
It-trasmettitur jarmi raġġ ta 'dawl dirett lejn oġġett fil-mira. Dan ir-raġġ tad-dawl huwa tipikament iġġenerat minn sors tad-dawl semikonduttur-bħal Dajowd li Jarmi -Dawl (LED), dajowdu tal-lejżer, jew dajowdu li jarmi l-infra-aħmar. Ir-raġġ tad-dawl jista' jiġi emess kontinwament jew modulat permezz ta' varjazzjoni tal-wisa' tal-polz. L-assemblaġġ tar-riċevitur tipikament jinkludi komponenti bħal photodiodes, fototransisters, jew fotoċelluli. Elementi ottiċi-bħal lentijiet u aperturi-huma pożizzjonati quddiem ir-riċevitur biex jikkundizzjonaw id-dawl li jkun dieħel. Jinsabu wara r-riċevitur hemm iċ-ċirkwit ta 'skoperta, li jservi biex jiffiltra s-sinjal rilevanti u jipproċessah għal applikazzjoni prattika.