admin / 25.05.2018

Фотодатчики их устройство принцип действия и характеристики

Фотоэлектрические датчики. Фотодатчики. Устройство, типы и виды фотодатчиков.

Фотоэлектрические датчики (фотодатчики) используются в автоматике для преобразования в электрический сигнал различных неэлектрических величин: механических перемещений, скорости размеров движущихся деталей, температуры, освещенности, прозрачности жидкой или газовой среды и т. д.

По принципу кодирования информации фотодатчики можно разделить на две группы: с амплитудной модуляцией светового потока и с временной или частотной модуляцией. У датчиков с амплитудной модуляцией значение фототока пропорционально световому потоку, зависящему от управляемой (контролируемой) неэлектрической величины. У датчиков с временной или частотной модуляцией фототок изменяется дискретно за счет полного или частичного прерывания светового потока от воздействия неэлектрической величины. Информация об управляемом (контролируемом) параметре кодируется в этих датчиках в виде числа, частоты или длительности импульсов фототока.

Фотодатчик в общем случае состоит из фотоэлектрического чувствительного элемента (фотоэлемента) источника света и оптической системы. В некоторых случаях фотодатчики используют световое излучение объекта управления (контроля) и не содержат источника света (датчики астрономического компаса, температуры, освещенности и др.). Некоторые датчики с целью упрощения конструкции могут не содержать оптической системы.

В большинстве фотодатчиков преобразование входной неэлектрической величины в электрический сигнал осуществляется в два этапа: сначала происходит ее преобразование в изменение одного из параметров светового потока (силы света, освещенности, спектрального состава и т. п.), а затем это изменение преобразуется фотоэлементом в электрическую величину (фототок, падение напряжения, фото-ЭДС и т. д.).

Все фотодатчики по характеру формирования воздействия светового потока на фотоэлемент можно разделить на несколько видов.

1. Фотодатчики, у которых световой поток изменяется за счет перемещения объекта управления (контроля) или изменения размеров объекта (рис. 2-7). В этих датчиках источник света 1 и оптическая система (конденсор) 2 формируют параллельный и равномерный световой поток Ф.. В этом световом потоке помещается деталь З, размеры которой нужно контролировать, или заслонка 4, связанная механически с ОУ и перекрывающая часть светового потока. При изменении размера детали d или при перемещении заслонки х изменяется количество света (лучистой энергии), попадающего на фотоэлемент 5. Для повышения чувствительности световой поток Ф1, содержащий информацию о размерах детали (или о перемещении объекта), собирается оптической системой 6 и фокусируется на светочувствительную поверхность фотоэлемента. По такому принципу работают датчики фотоэлектрических микрометров, датчики длины, площади, деформаций и т. д. На этом принципе основана работа и дискретных фотодатчиков, таких, как фотоэлектрические датчики (преобразователи) «угол — код», датчики частоты вращения, фотосчитывающие датчики с перфолент, перфокарт, фотодатчики конца магнитной ленты, датчики размеров петли магнитной ленты, находящейся в кармане лентопротяжного механизма ЗУ на магнитной ленте, и т. д.

2. Фотодатчики, у которых световой поток попадает на фото элемент после отражения от объекта управления (контроля) (рис. 2-8). В этих фотодатчиках источник света 1 и оптическая система 2 формируют узкий световой луч, который после отражения от объекта З попадает через собирающую и фокусирующую оптическую систему 4 на фотоэлемент 5. Количество отраженного света, попадающего на фотоэлемент, зависит от отражательной способности поверхности объекта (чистоты обработки, блесткости, наличия участков, покрытых краской, и т. п.). Такие фотодатчики используются в читающих автоматах, способных автоматически считывать и кодировать информацию с текстовых и графических документов, в измерителях чистоты поверхности, фотоэлектрических рефлектометрах, гигрометрах и пр.

3. Фотодатчики, у которых световой поток создается объектом управления (контроля) (рис.2-9). В этих фотодатчиках световой поток, излучаемый ОУ, содержит информацию об управляемом (контролируемом) параметре объекта 1. Оптическая система 2 собирает и фокусирует световой поток на светочувствительную поверхность фотоэлемента З. Подобные фотодатчики используются в фотоэлектрических измерителях температуры, дозиметрах лучистой энергии, приборах для эмиссионного спектрального анализа.

В качестве чувствительных элементов в фотодатчиках используются фотоэлементы с внешним, вентильным и внутренним фотоэффектом.

Фотоэлементы с внешним фотоэффектом

Это вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, фотоумножители обладают высокой линейностью световой характеристики (зависимость фототока от светового потока), высокой температурной стабильностью характеристик. Однако они имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих их применение в устройствах автоматического управления и контроля: необходимость в повышенном напряжении питания (сотни и тысячи вольт); хрупкость стеклянного баллона и возможность деформации электродов при механических воздействиях; старение и утомляемость фотоэлементов (снижение чувствительности при сильной освещенности).

Вентильные фотоэлементы

Они отличаются Высокой надежностью и долговечностью не нуждаются в источнике питания, имеют малую массу и габариты. Недостатками их являются: сильное влияние окружающей температуры; утомляемость и высокая инерционность, ограничивающая применение при частоте прерывания светового потока в несколько десятков герц.

Фотодиоды и фототриоды

широко применяются в фотодатчиках различного типа. Они имеют линейную световую характеристику, высокую чувствительность, малую инерционность (частота прерывания светового потока может быть до нескольких килогерц), малые габариты. В зависимости от схемы включения различают вентильный и фотодиодный (фототриодный) режимы работы фотодиодов и фототриодов.

В вентильном режиме фотодиод является генератором фото тока и не нуждается в источнике питания. Фототриод в вентильном режиме можно рассматривать как комбинированный электронный прибор — фотодиод (п-р-переход цепи база — эмиттер) и собственно триод, усиливающий фототок, который возникает в цепи база — эмиттер под действием светового потока. База фототриода в этом режиме замыкается накоротко с эмиттером. В вентильном режиме фотодиоды и фототриоды используются в фотодатчиках с пропорциональной световой характеристикой (измерение размеров, перемещений, температуры и т. д.).

В фотодиодном режиме к фотодиоду нужно приложить в обратном запирающем направлении внешнее напряжение. У фототриодов в фототриодном режиме в цепь базы подается напряжение смещения от внешнего источника. Фотодиодный (фототриодный) режим включения фотодиодов (фототриодов) используется в основном в фотодатчиках с дискретной световой характеристикой (фотосчитывающие устройства с перфолент, перфокарт, фотоэлектрические преобразователи «угол—код», читающие автоматы и т. д.). В фотодиодном (фототриодном) режиме фотодиоды и фототриоды имеют большую чувствительность, чем в вентильном (выходным сигналом в этом режиме является напряжение).

Фоторезисторы

наряду с фотодиодами и фототриодами находят широкое применение, причем в основном в фотодатчиках с дискретной световой характеристикой. Достоинством фоторезисторов является высокая чувствительность, стабильность параметров, большая надежность и долговечность, возможность работы, как на постоянном, так и на переменном токе, малые габариты. К их недостаткам следует отнести большую инерционность, сильное влияние окружающей температуры, нелинейность световой характеристики, большой разброс параметров у фоторезисторов одной партии.

В качестве источников световой энергии в некоторых фотодатчиках используется сам ОУ (при измерении температуры, освещенности и т.п.). Большинство же фотодатчиков

нуждается в искусственном источнике светового потока. Наибольшее распространение в качестве такого источника в фотодатчиках получили недорогие и простые в эксплуатации

лампы накаливания. С целью повышения их надежности и долговечности рабочее

напряжение снижают на 20—З0 % по сравнению с номинальным.

Для работы в инфракрасной области спектра применяют специальные излучатели в виде штифтов из жаропрочных полупроводниковых материалов. Менее распространены в фотодатчиках газоразрядные лампы. Они имеют высокую светоотдачу и потребляют при этом в 2—З раза меньше энергии, чем лампы накаливания. Однако номенклатура этих ламп ограничена, габариты их больше, чем ламп накаливания.

Оптические системы фотодатчиков служат для перераспределения в пространстве потока лучистой энергии с целью повышения эффективности воздействия объектов управления (контроля) на параметры лучистого потока. Функции оптических систем фотодатчиков весьма разнообразны и требуют применения самых различных линз, зеркал, призм, диафрагм, дифракционных решеток, светофильтров и т. д.

С целью повышения помехоустойчивости в некоторых фотодатчиках размещается предварительный усилитель выходного сигнала фотоэлемента. Для этой цели в настоящее время в основном используют микроэлектронные операционные усилители.

В целом, оценивая фотодатчики, следует отметить их большую универсальность, отсутствие обратного воздействия на объект управления (контроля) — бесконтактность. Недостатками фотодатчиков являются чувствительность к вибрациям, ударам, плохая работа в запыленной, загазованной и влажной среде, помехи от осветительных приборов общего освещения.

III. Фотогальванический эффект. Устройство и принцип работы селенового фотоэлемента.

Внутренний фотоэффект – явление при котором электроны, вырвавшись из атома, становятся свободными, но остаются в самом веществе. Одной из разновидностей внутреннего фотоэффекта является фотогальванический эффект, при котором на границе раздела двух сред (металл – полупроводник или полупроводник – полупроводник) с разными типами проводимости возникает фото ЭДС, пропорциональная лучистому потоку.

Рассмотрим устройство селенового фотоэлемента ( Рис. 4 ).

лучистая энергия

1.Пластмассовая пластинка

2.Слой селена, напыляемый на пластмассу

3.Очень тонкий (прозрачный) слой

металла, напыляемый на селен.

Рис. 4. Селеновый фотоэлемент

Селеновый фотоэлемент представляет собой круглую или прямоугольную пластмассовую пластину (1), на которую напыляется слой селена (2). На селеновый слой напыляется очень тонкий прозрачный слой металла (3). Граница раздела металла и селена называется запирающим слоем, так как он пропускает носителя зарядов (электроны) только в одном направлении из полупроводника в металл.

При контакте металла и полупроводника ( селен полупроводник n типа ) произойдет диффузия электронов из полупроводника в металл через границу контакта и приконтактный участок полупроводника вследствие убыли электронов зарядится положительно по отношению к металлу, то есть возникнет контактная разность потенциалов (КПР).

Тонкий слой металла пропускает фотоны лучистой энергии (видимого света, инфракрасного, ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей) в селен. В полупроводнике происходит внутренний фотоэффект, освобожденные фотоэлектроны переходят из полупроводника в металл.

Если подключить к металлу и полупроводнику измерительный прибор, то при освещении контактного слоя в цепи возникнет электрический ток, который называется фототок.

IV. Фоторезистор.

Фоторезистор — это фотоэлектрический прибор на внутреннем фотоэффекте.

Под действием лучистой энергии (видимого света, ультрафиолетового или инфракрасного излучения, рентгеновских лучей) в веществе освобождаются от связей в атоме и становятся свободными электроны, которые увеличивают проводимость вещества. Данный вид фотоэффекта называется фоторезистивным эффектом.

Устройство фоторезистора:

Фоторезистор представляет собой пластмассовую пластинку, на которую нанесен тонкий слой полупроводникового вещества (сернистые или селенистые соединения свинца, висмута или калия) С обоих сторон полупроводникового слоя делаются выводы для подключения резистора в электрическую цепь, а сам слой для защиты от влаги и механических воздействий покрывается прозрачным лаком.

При отсутствии падающего света фоторезистор диэлектрик. При освещении фоторезистора за счет внутреннего фотоэффекта происходит увеличение концентрации электронов в объеме фоторезистора. Резистор становится проводником — сопротивление уменьшается пропорционально падающему световому потоку.

Фоторезисторы используются в медицинских приборах для измерения гемоглобина в крови, для определения степени насыщения крови кислородом.

Фотоэлектрических преобразователей

Принцип действия и основные типы

Фотоэлектрическими называются преобразователи, изменяющие свои электрические характеристики под воздействием светового потока, функционально связанного с измеряемой неэлектрической величиной. Принцип действия фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) основан на явлении фотоэлектрического эффекта, открытого русским ученым А. Г. Столетовым в 1888 году.

Фотоэлектрический эффект осуществляется тремя различными способами, в связи с чем различают три разновидности проявления фотоэффекта: внешний, внутренний и вентильный. Наибольшее применение нашли преобразователи двух последних типов.

К преобразователям с внешним фотоэффектом относятся вакуумные и газонаполненные фотоэлементы и фотоэлектронные умножители. Вакуумные фотоэлементы состоят из вакуумированной стеклянной колбы, содержащей два электрода: анод и катод. При освещении фотокатода под влиянием фотонов света он эмитирует электроны. Если между анодом и фотокатодом приложено напряжение, то эти электроны образуют электрический ток, поскольку он вызван фотонами, его называют фототоком.Для фотоэмиссии электронов необходимо, чтобы энергия фотона Е=vh, где v– частота света; h– постоянная Планка, была больше работы выхода электронов Ф, характерной для данного материала фотокатода. Частота vгр=Ф/h называется красной границей фотоэффекта, а соответствующая ее длина волны lгр=с/vгр, где с– скорость света, vгр– длинноволновой порог фотоэффекта. Если l>lгр, то никакая интенсивность света не может вызвать фотоэффект.

Газонаполненный фотоэлемент аналогичен вакуумному, но имеет определенное газовое заполнение. Благодаря ионизации газа происходит усиление тока фотоэмиссии. Чувствительность газонаполненных фотоэлектрических преобразователей выше, чем у вакуумных. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)–это вакуумный фотоэлемент, снабженный системой электродов для усиления тока фотоэмиссии. Принципиальная схема ФЭУ показана на рис. 5.76.

Рис. 5.76. Фотоэлектронный умножитель

Свет падает на фотокатод К, который эмитирует электроны. Поток электронов фокусируется электрическим полем, создаваемым электродом Э, формируется и направляется на ускоряющий электрод – динод Э1. Напряжение на диноде таково, чтобы энергии фотоэлектрона было достаточно для вторичной эмиссии электронов. Режим работы таков, что при вторичной эмиссии испускается больше электронов, чем падает на динод. Так происходит усиление потока электронов. Поток электронов, усиленный динодом Э1, направляется на следующие диноды Э2–Э5, усиливается и собирается анодом А. Анодный ток ФЭУ довольно мал и требует дополнительного усиления. Для этого он преобразуется в напряжение с помощью сопротивления нагрузки. Питание ФЭУ производится с помощью делителя напряжения. Фотоэлектронные умножители имеют высокую чувствительность и используются для измерения очень малых световых потоков (до 10–5 лк).

Чувствительный элемент преобразователейс внутренним фотоэффектом (фоторезисторов)выполнен в виде пластинки, на которую нанесен слой полупроводникового фоточувствительного материала (сернистый кадмий, селенистый кадмий или сернистый свинец). Электропроводность полупроводниковых материалов обусловлена возбуждением электронов в валентной зоне и примесных уровнях. При возбуждении электроны переходят в зону проводимости; в валентной зоне появляются дырки. При освещении возбуждение электронов увеличивается, что вызывает увеличение электропроводности. Красная граница фоторезисторов находится в инфракрасной области, например, для сернисто-свинцовых длина волны lгр=2,7 мкм. При небольших освещенностях преобразователя число возбужденных светом электронов пропорционально освещенности, его электрическая проводимость:

G=Iф/U,

где Iф – фототок; U – напряжение, приложенное к преобразователю, также пропорционально освещенности.

При больших освещенностях пропорциональность нарушается. Чувствительность фоторезисторов определяется кратностью изменения их сопротивления. Для некоторых типов она достигает значения

K=Rт/R200=105,

где Rт–темновое сопротивление, т. е. сопротивление неосвещенного преобразователя; R200–сопротивление при Е=200 лк. ВАХ фоторезисторов линейна, т. е. их сопротивление не зависит от приложенного напряжения. Инерционность характеризуется постоянной времени t. У сернисто – кадмиевых преобразователей t лежит в пределах 1–140 мс, у селенисто – кадмиевых–0,5–20 мс.

Рис. 5.77. Типовая схема включения фоторезистора

Типовая схема включения фоторезистора приведена на рис. 5.77, которая характеризуется высокой чувствительностью. Однако сопротивление фоторезистора зависит от температуры подобно сопротивлению термисторов. Для уменьшения температурной погрешности они включаются в смежные плечи моста.

Рис. 5.78. Конструкция полупроводникового фотодиода

Фотогальванические преобразователипредставляют собой фотоэлектронные приборы с p-n -переходом: фотодиоды и фототранзисторы. При освещении перехода создается дополнительная концентрация носителей в n –слое 3 (рис. 5.78). Это приводит к усилению их диффузии к р-n-переходу и в самом переходе между слоями 2 и 3. У диода, подключенного через электроды 1 и 4 к запирающему напряжению, под действием света возрастает обратный ток. При отсутствии освещения она не отличается от характеристики обычного диода, а при освещении смещается вверх пропорционально величине светового потока.

Наиболее распространены германиевые и кремниевые фотодиоды. Их спектральные характеристики заходят в область инфракрасного излучения (для германиевых фотодиодов до lгр=2мкм, для кремниевых до lкр= 1,2мкм).

Рис. 5.79. Типовые схемы включения фотодиодов

Фотодиоды могут работать в фотодиодном и генераторном (вентильном) режимах. В фотодиодном режиме преобразователь подключают к запирающему напряжению (рис. 5.79, а). При увеличении его освещенности возрастает обратный ток, что приводит к увеличению напряжения Uнна сопротивлении Rн. Напряжение Uни чувствительность можно определить по ВАХ и нагрузочной прямой (рис. 5.79, б). Зависимость тока фотодиода от освещенности практически линейна. Внутреннее дифференциальное сопротивление фотодиода имеет величину порядка мегаомов, поэтому обычно они работают в режиме, близком к короткому замыканию.

Полный ток фотодиода I можно рассматривать как сумму I=Iт+Iф=Iт+SФ,

где Iт –темновойфототок; Iф – фототок, определяемый световым потоком Ф; S – чувствительность.

Значение темнового тока Iтсильно зависит от температуры. Фотодиоды – малоинерционные преобразователи. Их постоянная времени имеет порядок 10-7–10-8 с.

В генераторном режиме фотодиод включают по схеме, приведенной на рис. 5.79, в,и он сам является источником тока. Фототок, напряжение на нагрузке Uн и чувствительность можно определить по ВАХ.

Фотоэлектрические преобразователи, используемые для измерения несветовых величин, имеют ряд особенностей. Имеется возможность измерения без контакта с объектом измерения, отсутствует механическое воздействие на объект измерения. Преобразователи чувствительны к силе света и его цвету. Их недостатком является большая погрешность, которая, в основном, определяется усталостью, старением и зависимостью параметров преобразователя от температуры. Вследствие этих особенностей фотоэлектрические преобразователи нашли применение в основном в следующих случаях.

1. При измерениях, в которых преобразователь работает в релейном режиме. Примером может служить измерение частоты вращения вала, имеющего диск с отверстиями. Диск прерывает луч света, падающий на фотоэлектрический преобразователь. Измеряемая скорость преобразуется в частоту электрических импульсов.

2. В качестве прямого преобразователя в компенсационных измерительных приборах.

3. При измерении несветовых величин, когда промежуточной величиной преобразования является величина световая, например, при измерении концентрации вещества в растворе, когда промежуточной величиной является изменение поглощения света раствором.

Для уменьшения погрешности измерения фотоэлектрические преобразователи включаются в дифференциальные или компенсационные измерительные цепи.

Оптоэлектронные элементы. По степени сложности структурной схемы среди изделий оптронной техники выделяют две группы приборов. Элементарный оптрон (оптопара) представляет собой оптоэлектронный полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего и фотоприемного элементов, между которыми имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между входом и выходом. Принцип действия оптронов основан на следующем (рис. 5.80). В излучателе 1 энергия электрического сигнала преобразуется в световую, фокусируется отражателем 2 на фотоприемнике 3, где световой сигнал вызывает электрический отклик.

Рис. 5.80. Принцип реализации оптрона

Оптоэлектронная интегральная микросхема представляет собой микросхему, состоящую из одной или нескольких оптопар и электрически соединенных с ними одного или нескольких согласующих или усилительных устройств. Таким образом, в электронной цепи такой прибор выполняет функцию элемента связи, в котором в то же время осуществлена электрическая (гальваническая) развязка входа и выхода.

Оптроны могут быть реализованы с фоторезистором, фотодиодом и фототиристором.

Достоинства этих приборов базируются на общем оптоэлектронном принципе использования электрически нейтральных фотонов для переноса информации. Основные из них следующие:

— возможность обеспечения идеальной электрической (гальванической) развязки между входом и выходом;

— для оптронов не существует каких-либо принципиальных физических или конструктивных ограничений по достижению сколь угодно высоких напряжений и сопротивлений развязки и сколь угодно малой проходной емкости;

— возможность реализации бесконтактного оптического управления электронными объектами и обусловленные этим разнообразие и гибкость конструкторских решений управляющих цепей;

— однонаправленность распространения информации по оптическому каналу, отсутствие обратной реакции на излучатель;

— широкая, без ограничения со стороны низких частот, частотная полоса пропускания оптрона, возможность передачи по оптронной цепи как импульсного сигнала, так и постоянной составляющей;

— возможность управления выходным сигналом оптрона путем воздействия (в том числе и неэлектрического) на материал оптического канала и вытекающая отсюда возможность создания разнообразных датчиков, а также разнообразных приборов для передачи информации;

— возможность создания функциональных микроэлектронных устройств с фотоприемниками, характеристики которых при освещении изменяются по сложному заданному закону;

— невосприимчивость оптических каналов связи к воздействию электромагнитных полей, что в случае “длинных” оптронов (с протяженным волоконно-оптическим световодом между излучателем и приемником) обусловливает их защищенность от помех и утечки информации, а также исключает взаимные наводки;

— физическая и конструктивно-технологическая совместимость с другими полупроводниковыми и микроэлектронными приборами.

Оптронам присущи и определенные недостатки:

— значительная потребляемая мощность, обусловленная необходимостью двойного преобразования энергии (электричество — свет — электричество) и невысокими КПД этих переходов;

— повышенная чувствительность параметров и характеристик к воздействию повышенной температуры и проникающей ядерной радиации;

— более или менее заметная временная деградация (ухудшение) параметров;

-относительно высокий уровень собственных шумов, обусловленный особенностями физики светодиодов;

— сложность реализации обратных связей, вызванная электрической разобщенностью входной и выходной цепей;

— конструктивно-технологическое несовершенство, связанное с использованием гибридной непланарной технологии (с необходимостью объединения в одном приборе нескольких отдельных кристаллов из различных полупроводников, располагаемых в разных плоскостях).

Схема включения. Как элемент связи оптрон характеризуется коэффициентом передачи Кi, определяемым отношением выходного и входного сигналов, и максимальной скоростью передачи информации F. Практически вместо F измеряют длительности нарастания и спада передаваемых импульсов tнар(сп) или граничную частоту. Возможности оптрона как элемента гальванической развязки характеризуются максимальным напряжением и сопротивлением развязки Uразв и Rразв и проходной емкостью Cразв.

Рис 5.81. Обобщенная структурная схема оптрона

В структурной схеме рис. 5.81 входное устройство служит для оптимизации рабочего режима излучателя (например, смещения светодиода на линейный участок ватт-амперной характеристики) и преобразования (усиления) внешнего сигнала. Входной блок должен обладать высоким КПД преобразования, высоким быстродействием, широким динамическим диапазоном допустимых входных токов (для линейных систем), малым значением “порогового” входного тока, при котором обеспечивается надежная передача информации по цепи.

Назначение оптической среды – передача энергии оптического сигнала от излучателя к фотоприемнику, а также во многих случаях обеспечение механической целостности конструкции.

Принципиальная возможность управления оптическими свойствами среды, например, с помощью использования электрооптических или магнитооптических эффектов, отражена введением в схему устройства управления, В этом случае получают оптрон с управляемым оптическим каналом, функционально отличающийся от “обычного” оптрона: изменение выходного сигнала может осуществляться как по входу, так и по цепи управления.

В фотоприемнике происходит “восстановление” информационного сигнала из оптического в электрический; при этом стремятся иметь высокую чувствительность и высокое быстродействие.

Выходное устройство призвано усилить сигнал, так как потери после двойного пpeобразования значительны, преобразовать сигнал фотоприемника в стандартную форму, удобную для воздействия на последующие за оптроном каскады. Нередко функцию усиления выполняет и сам фотоприемник (фототранзистор).

Общая структурная схема рис. 5.81 реализуется в каждом конкретном приборе лишь частью блоков. Реальный оптрон может быть устроен и сложнее, чем схема на рис. 5.81; каждый из указанных блоков может включать в себя не один, а несколько одинаковых или подобных друг другу элементов, связанных электрически и оптически, однако это не изменяет существенно основ физики и электроники оптрона.

Области применения.В качестве элементов гальванической развязки оптроны применяются: для связи блоков аппаратуры, между которыми имеется значительная разность потенциалов; для защиты входных цепей измерительных устройств от помех и наводок.

Другая важнейшая область применения оптронов – оптическое, бесконтактное управление сильноточными и высоковольтными цепями. Запуск мощных тиристоров, симисторов, управление электромеханическими релейными устройствами

Возможность изменения свойств оптического канала при различных внешних воздействиях на него позволяет создать оптронные датчики влажности и загазованности, датчик наличия в объеме той или иной жидкости, датчики чистоты обработки поверхности предмета, скорости его перемещения и т. п.

Создание оптронов с фоторезисторами, свойства которых при освещении меняются по заданному сложному закону, позволяет моделировать математические функции, является шагом на пути создания функциональной оптоэлектроники.

Универсальность оптронов как элементов гальванической развязки и бесконтактного управления, разнообразие и уникальность многих других функций являются причиной того, что сферами применения этих приборов стали вычислительная техника, автоматика, автоматизированные системы управления, измерительная техника, системы контроля и регулирования.

фотоэлемент

Смотреть что такое «фотоэлемент» в других словарях:

  • фотоэлемент — фотоэлемент … Орфографический словарь-справочник

  • фотоэлемент — Электровакуумный прибор, преобразующий энергию оптического излучения в электрическую, обычную с преобразованием оптического сигнала в электрический, и содержащий фотокатод и анод. фотоэлемент Приемник излучения, реакция которого… … Справочник технического переводчика

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — прибор, в котором под действием падающего на него света возникает электродвижущая сила (фотоэдс). Различают фотоэлементы электровакуумные и полупроводниковые. Используют в автоматической контрольной и измерительной аппаратуре … Большой Энциклопедический словарь

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — ФОТОЭЛЕМЕНТ, разновидность ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА, чье действие зависит от количества света, воздействующего на него. Раньше представлял собой ЭЛЕКТРОННО ЛУЧЕВУЮ ТРУБКУ с фоточувствительным КАТОДОМ, сейчас практически все фотоэлементы состоят… … Научно-технический энциклопедический словарь

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — ФОТОЭЛЕМЕНТ, а, муж. (спец.). Электронный прибор, в к ром под действием света возникает электродвижущая сила. | прил. фотоэлементный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — фотоэлектронный прибор, в к ром в результате поглощения энергии падающего на него оптич. излучения генерируется эдс (фотоэдс )или электрич. ток (фототок). Ф., действие к рого основано на фотоэлектронной эмиссии (внеш. фотоэффекте), представляет… … Физическая энциклопедия

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — электровакуумный или полупроводниковый прибор, в котором под действием светового потока возникает (см.), который можно усилить с помощью электронных устройств и использовать для управления какой либо системой. Существуют Ф. с внешним, внутренним… … Большая политехническая энциклопедия

  • Фотоэлемент — Сурьмяно цезиевый фотоэлемент, использующий явление внешнего фотоэффекта Фотоэлемент электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию … Википедия

  • ФОТОЭЛЕМЕНТ — фотоэлектронный прибор, в к ром в результате поглощения падающего на него света возникает эдс (фотоэдс) или генерируется электрич. ток (фототек). Различают вакуумные и газонаполненные Ф., действие к рых осн. на фотоэффекте внешнем, и… … Большой энциклопедический политехнический словарь

  • фотоэлемент — а; м. Электронный прибор, действие которого основано на непосредственном преобразовании световой энергии в электрическую. Система контроля работает на фотоэлементах. * * * фотоэлемент прибор, в котором под действием падающего на него света… … Энциклопедический словарь

FILED UNDER : Справочник

Страницы