Báo cáo thực hành: Cảm biến quang được thực hiện với các nội dung: Khái quát, khái niệm phân loại, cảm biến quang dẫn, cảm biến quang điện phát xạ, ứng dụng của cảm biến. tài liệu. | HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ – ĐIỆN BÁO CÁO THỰC HÀNH: CẢM BIẾN QUANG Giảng viên hướng dẫn: Đặng Thị Thúy Huyền Nhóm: 3 1. 2. 3. 4. BÁO CÁO THỰC HÀNH: CẢM BIẾN QUANG 1 I. Khái quát. 1. Tính chất ánh sáng. Các cảm biến quang được sử dụng để chuyển thông tin từ ánh sáng nhìn thấy hoặc tia hồng ngoại (IR) và tia tử ngoại(UV) thành tín hiệu điện. Ánh sáng có 2 tính chất cơ bản là sóng và hạt. Dạng sóng ánh sáng là sóng điện từ phát ra khi có sự chuyển điện tử giữa các mức năng lượng nguyên tử của nguồn sáng. Vận tốc ánh sáng được xác định v = c/n. Trong đó: c vận tốc trong chân không c = 299792km/s. n chiết suất của môi trường truyền sóng. Sự liên hệ giữa tần số f và bước sóng λ: 2 Trong chân không Trên hình biểu diễn phổ ánh sáng và sự phân chia thành các dải màu của phổ. Tính chất hạt của ánh sáng thể hiện qua sự tương tác của nó với vật chất. Ánh sáng bao gồm các hạt photon với năng lượng Wφ phụ thuộc vào tần số. Wφ = hf Trong đó: h là hằng số Planck h = 6, trong chân không 3 Hình Hình 4 Trong vật chất, các hạt điện tử luôn có xu hướng muốn giải phóng giải phòng khỏi nguyên tử thành điện tử tự do. Để giải phóng được các hạt điện tử khỏi nguyên tử thì cần 1 năng lượng tối thiểu bằng năng lượng liên kết WL. Khi 1 photon cần hấp thụ 1 hạt điện tử được giải phóng nếu: Wφ ≥ WL. Khi đó: Hay ➔ 5 Bước sóng ngưỡng (bước sóng lớn nhất) của ánh sáng là bước sóng có thể gây nên hiện tượng giải phóng điện tử được tính từ biểu thức: Hiện tượng giải phóng hạt dẫn dưới tác dụng của ánh sáng bằng hiệu ứng quang điện gây nên sự thay đổi tính chất điện của vật liệu. Đây là nguyên lý cơ bản của cảm biến quang. Dưới tác dụng của ánh sáng , hiệu ứng quang điện tỉ lệ thuận với số lượng hạt dẫn được giải phóng trong 1 đơn vị thời gian. Tuy nhiên, ngay cả khi λ>λS thì không thể giải phóng tất cả các photon bởi vì 1 số sẽ phản xạ từ bề mặt và số khác sẽ chuyển năng lượng của chúng thành năng lượng của dao động | HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ – ĐIỆN BÁO CÁO THỰC HÀNH: CẢM BIẾN QUANG Giảng viên hướng dẫn: Đặng Thị Thúy Huyền Nhóm: 3 1. 2. 3. 4. BÁO CÁO THỰC HÀNH: CẢM BIẾN QUANG 1 I. Khái quát. 1. Tính chất ánh sáng. Các cảm biến quang được sử dụng để chuyển thông tin từ ánh sáng nhìn thấy hoặc tia hồng ngoại (IR) và tia tử ngoại(UV) thành tín hiệu điện. Ánh sáng có 2 tính chất cơ bản là sóng và hạt. Dạng sóng ánh sáng là sóng điện từ phát ra khi có sự chuyển điện tử giữa các mức năng lượng nguyên tử của nguồn sáng. Vận tốc ánh sáng được xác định v = c/n. Trong đó: c vận tốc trong chân không c = 299792km/s. n chiết suất của môi trường truyền sóng. Sự liên hệ giữa tần số f và bước sóng λ: 2 Trong chân không Trên hình biểu diễn phổ ánh sáng và sự phân chia thành các dải màu của phổ. Tính chất hạt của ánh sáng thể hiện qua sự tương tác của nó với vật chất. Ánh sáng bao gồm các hạt photon với năng lượng Wφ phụ thuộc vào tần số. Wφ = hf Trong đó:
