今天这篇着重讲光电式传感器。
光电式是将光的变化转化为电信号的传感器，其中光电元件工作是基于光电效应，光电效应又分为外光电效应和内光电效应。
光电效应
在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应；
内光电效应是指同样在光线作用下物体的导电性能发生变化，或者产生电动势的现象。
外光电效应
基于外光电效应的光电器件有光电管和光电倍增管。
1、光电管
光电管又有真空光电管和充气光电管两类，这两类其实结构很相似，只是一个是真空，一个是管内有少量惰性气体。
上图是真空光电管的结构图。真空光电管是将阴极和阳极一起装在一个被抽成真空的玻璃泡内，光通过玻璃泡投射到阴极，阴极板有光电发射材料，电子从阴极溢出，在电场作用下被阳极收集，形成电流。该电流及负载电阻的电压随光照的强弱改变，达到将光信号转换为电信号检测的目的。
充气光电管是内部放入了少量的惰性气体，所以它的灵敏度比较高，不过温度影响较大，而且频率特性比较差。所以在自动检测的时候，使用更多的还是真空光电管。
2、光电倍增管
但是光电管有个最不好的地方是，当光照微弱时，光电管产生的光电流很小。所以为了提高灵敏度，常常使用光电倍增管。光电倍增管对光电流进行放大，最后阳极收集到的电子可以达到阴极发射电子数的10^5
~10^6。
光电倍增管的工作原理是建立在光电发射和二次发射基础上。如上图，从阴极发射的光电子经过倍增级的不断放大之后，最后阳极接收到的电子远大于阴极发射电子数。
内光电效应
内光电效应也分两种，光电导效应和光生伏特效应。
光电导效应是指在光线作用下，如果光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，半导体的导电能力增加、阻值减低的现象，光敏电阻就是光电导效应的代表；
光生伏特效应的原理是在光线的作用下，能够使物体产生一定方向的电动势。最常见的就是光电池，另外光敏二极管、光敏晶体管都属于这种。
1、光敏电阻（光导管）
光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。在没有光照时，光敏电阻阻值很大，电路中电流很小。但是当光敏电阻受到一定波长的范围光照时，他的阻值会急剧减小，电路中的电流会迅速增大。
光敏电阻具有光谱特性好，允许的光电流大、灵敏度高，使用寿命长、体积小等特点，所以应用很广泛。此外，许多的光敏电阻对红外线敏感，所以适宜于红外线光谱区工作。光敏电阻的缺点是型号相同的光敏电阻参数参差不齐，而且光照特性的非线性，所以不适宜测量要求线性的场合，常用做开关式光电信号的传感器元件。
2、光敏二极管/光敏晶体管/光电池
光敏二极管是在不受光照射时处于截止状态，受到光的照射时处于导通状态。光敏晶体管也是类似原理，一般用在开光状态或者位式信号的光电转换。
光电池是一种直接将光能转化为电能的光电器件，在有光线作用时，其本身就是电源，电路中有这个器件就不需要外加电源，但需要注意的是温度对光电池的工作有很大影响，所以把它作为测试元件使用时，最好保证温度恒定，或者采用温度补偿措施。
光电耦合器件
需要额外提一下的是光电耦合器件。
光电耦合器件是由发光元件和光电接收元件合并使用，以光作为媒介传递信号的关键器件。它又分为光电耦合器（实现电隔离）和光电开关（检测有无物体）。
1、光电耦合器
光电耦合器，实际上是一个电隔离转换器。
根据上图，电路驱动LED灯发光，光电子打到接收装置上，隔离了电路，同时输出了信号。
光电耦合器具有抗干扰性能和单向信号传输功能，广泛应用在电路隔离、电平转换、噪声抑制等场合。
2、光电开关
光电开关是利用感光元件对变化的入射光加以接收，并进行光电转换，同时加以某种形式的放大和控制，最终获得“开”“关”（0、1）信号的器件。具体应用时，当不透明的物体位于或者经过他们之间时会阻断光路，接收器接收不到来自发光元件的光电子，通过这种形式完成检测。
光电开关广泛应用在工业控制、自动化包装线及安全装置中作为光控制和光检测装置。可在自动控制系统中作物体检测、产品计数、料位检测、尺寸控制、安全报警及计算机输入接口等。
除了上述几种外，还有一种光纤传感器，也是利用光电效应。可以测量加速度、温度、压力、应变、位移、速度等非常多的物理量，由于不受电磁干扰、体积小、重量轻、可绕曲、灵敏度高、耐腐蚀、与数字通信兼容等优点，在自动控制、在线监测、故障诊断、安全报警等方面应用非常广泛，是光电式传感器的重要组成部分。由于篇幅限制，这里就略过不提。（题图即是光纤传感器）
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