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LICHTSENSOREN

Hassen Merdassi November 2007. LICHTSENSOREN. 1. Gliederung. 1)Was sind Sensoren 2)Lichtsensoren 3)Motivation :Elektromagnetische Wellen 4)Motivation: Lichtintensität 5)Photoeffekt 6)Fotowiderstand 7)Fotodiode. 2. Was sind Sensoren ?. Von lateinisch „ sentire“ = fühlen, empfinden…

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Presentation Transcript

  1. Hassen Merdassi November 2007 LICHTSENSOREN 1

  2. Gliederung 1)Was sind Sensoren 2)Lichtsensoren 3)Motivation :Elektromagnetische Wellen 4)Motivation: Lichtintensität 5)Photoeffekt 6)Fotowiderstand 7)Fotodiode 2

  3. Was sind Sensoren ? • Von lateinisch „sentire“ = fühlen, empfinden… • Haben physikalische oder chemische Eigenschaften • Sensoren entnehmen Informationen aus der Umgebung • z.B. Wärmestrahlung ,Schall ,Helligkeit , Beschleunigung, etc.. 3

  4. Passive Sensoren • Bestehen nur aus passiven Elementen (Spule, Widerstand, Kondensator…)‏ • Benötigen eine Hilfsstromquelle (Spannungsversorgung) zur Signalerzeugung 4

  5. Aktive Sensoren • Umwandlungseffekt (z.B. Photoeffekt)‏ • Wandeln mechanische-, thermische Energie, oder Licht in elektrische Energie um • Arbeiten als Spannungsquelle 5

  6. Lichtsensoren • Fotoempfänger ,Fotosensor • Bei Einwirkung von Licht verändern sich die elektrischen Eingenschaften. • Der Ausgangsstrom steigt proportional zum Lichteinfall an . 6

  7. Elektromagnetische Strahlung • EM Welle besteht aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern • Bsp: Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung sowie Röntgen- und Gammastrahlung... • Untescheidung durch Frequenzj 7

  8. Lichtintensität http://www.hbernstaedt.de/KnowHow/Licht/Formel.htm 8

  9. Lichtintensität • Die Beleuchtungsstärke (US: Illumination)Ist das Maß für die Helligkeit, des auf eine Fläche auftreffenden Lichtes. Dieses wird mit dem Luxmeter gemessen. http://www.hbernstaedt.de/KnowHow/Licht/Formel.htm 9

  10. Lichtintensität http://www.hbernstaedt.de/KnowHow/Licht/Formel.htm 10

  11. Photoeffekt • Photoleitung • Photovoltaischer Effekt • Photoionisation

  12. Photoeffekt 1)Versuchaufbau: • Rot : Photokathode • Grün: Elektrode als Empfänger der Elektronen . • Veränderung : a) Lichtintensität b) Farbe http://de.wikipedia.org/wiki/Fotoeffekt#Innerer_photoelektrischer_Effekt 11

  13. Photoeffekt • a) Variation der Lichtintensität : • Spannung unveränderlich • Ladestrom (am Kondensator ) hängt von der Lichintensität ab . • Strom bestimmt die Zeit die zum Erreichen einer maximalen Spannung nötig ist. 12

  14. Photoeffekt • b) Variation der Farbe (Lichtwellenlänge/Lichtfrequenz): • Die gemessene Maximalspannung ist nur von der Wellenlänge abhängig . 13 http://de.wikipedia.org/wiki/Fotoeffekt#Innerer_photoelektrischer_Effekt

  15. FOTOWIDERSTAND • LDR = light Dependent resistor http://de.wikipedia.org/wiki/Fotowiderstand 18

  16. RPY 60 • Der RPY 60 ist ein Cadmiumselenid-Fotowiderstand. • Hermetisch dicht, mit Glasfenster eingebaut • Für frontale Beleuchtung vorgesehen • Zeichnet sich besonders durch kurze Ablinkzeiten aus 19

  17. Technische Daten RPY 60 20 Optoelektronik Halbleiter Siemens

  18. Strom-Spannung Optoelektronik Halbleiter Siemens 21

  19. Verlustleistung 22 Optikelektronik Halbleiter Siemens

  20. Spektrale Empfindlichkeit Optoelektronik Halbleiter Siemens 23

  21. Hellwiderstand als Funktion der Beleuchtungsstärke • RH=f(Ev): Optoelektronik Halbleiter Siemens 25

  22. FOTODIODE http://de.wikipedia.org/wiki/Fotodiode 26

  23. Fotodiode • Schnelle Silizium-Fotodiode • BPX 65 planare Diode mit planem Lichtfenster • Kathode elektrisch leitend mit dem Gehäuse verbunden • Hohe Grenzfrequenz, geeignet für große Modulations-Bandbreite 27

  24. Fotodiode Daten Optoelektronik Halbleiter Siemens 28

  25. Dunkelstrom-Temperatur Optoelektronik Halbleiter Siemens 29

  26. Fotostrom-Temperatur Optoelektronik Halbleiter Siemens 30

  27. Dunkelstrom-Spannung Optoelektronik Halbleiter Siemens 31

  28. Verschiedene Temperaturen Optoelektronik Halbleiter Siemens 32

  29. Was nehmen wir ? • Welcher Sensor ist am günstigsten • Welcher Sensor ist am geeignetsten (Wellenlänge, Arbeitsspannung, Verlusstleistung etc..) 33

  30. Abschluss • DANKE FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT ! 34

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