过程检测技术及仪表第四章机械量测量

1、第四章 机械量测量检测技术与仪表主 要 内 容4.1 概述4.2 位移测量4.3 转速测量4.4 振动和加速度的测量12344.1 概述同一个参数可以用不同类型的传感器测量；某一种原理的传感器可以用来测量不同的参数。位移量 电容器电容量的变化优点缺点：寄生电容的影响应用：角度、位移等机械量的精密测量，逐渐扩展到压力、差压、液位、料位、成分含量等诸多检测领域。4.2 位移测量4.2.1 电容式传感器结构简单动态响应好能实现无接触测量灵敏度高，分辨力强4.2.1 电容式传感器一、工作原理与结构形式绝缘介质分开的的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 电容式传感器可分为变极距型、 变面积型和变

2、介电常数型4.2 位移测量极板间介质的介电常数（F/m）两平行极板相互覆盖的面积（m2）两极板间距离（m）电容式传感元件的各种结构形式二、 变极距型电容位移传感器变极距型电容式传感器 当传感器的r和S为常数，初始极距为d0时，其初始电容量C0为 若电容器极板间距离由初始值d0缩小了d，电容量增大了C，则有 0=8.851012，为真空介电常数r为极板间介质的相对介电常数(F/m) 电容量与极板间距离的关系电容传感器的灵敏度为 灵敏度K与极距d02成反比，极距愈小，灵敏度愈高；但d0过小，容易引起电容器击穿或短路。 电容量C与极距d0呈非线性关系，在小测量范围内才有近似线性关系。非线性误差为由以

3、上可知，提高灵敏度和改善非线性之间是矛盾的 云母片的相对介电常数是空气的7倍，其击穿电压不小于1000 kV/mm，而空气仅为3 kV/mm。因此有了云母片，极板间起始距离可大大减小。 一般变极板间距离电容式传感器的起始电容在20100pF之间， 极板间距离在25 200m 的范围内。最大位移应小于间距的1/10， 故在微位移测量中应用最广。 为了克服提高灵敏度和改善非线性之间的矛盾，可以采用差动结构。动极板定极板定极板C1 d1C2 d2灵敏度得到一倍的改善线性度得到改善差动的好处 被测量通过动极板移动引起两极板有效覆盖面积S改变，从而得到电容量的变化。当动极板相对于定极板沿长度方向平移x时

4、，则电容变化量为 从而得出灵敏度为 三、 变面积型电容式传感器角位移式直线位移式变面积型电容传感器原理图 变面积的另一种形式为电容式角位移传感器。当动极板有一个角位移时，与定极板间的有效覆盖面积就发生改变，从而改变了两极板间的电容量。电容式角位移传感器原理图 当0时， 则 可以看出，传感器的电容量C与角位移呈线性关系。 面积变化型电容传感器的特性：变面积式电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。灵敏度得到一倍的改善线性度得到改善差动的好处四、应用举例1、电容式差压传感器电子线路位置高压侧进气口低压侧进气口内部不锈钢膜片的位置电容式差压变送

5、器内部结构 1高压侧进气口2低压侧进气口 3过滤片 4空腔5柔性不锈钢波 纹隔离膜片6导压硅油 7 凹形玻璃圆片8镀金凹形电极 9弹性平膜片 10 腔各种电容式差压变送器外形 各种电容式压力变送器外形（续） 法兰各种电容式压力变送器外形（续） 2、电容式物（液）位计 液位传感器的等效电路C2C1C液位传感器其中：五、设计与应用中存在的问题 电容式传感器所具有的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的加工工艺分不开的。在设计传感器的过程中，在所要求的量程、温度和压力等范围内，应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨力、稳定可靠和高的频率响应等。1绝缘材料的绝缘性能 温度变化使传感器

6、内各零件的几何尺寸和相互位置及某些介质的介电常数发生改变,从而改变传感器的电容量,产生温度误差。 湿度也影响某些介质的介电常数和绝缘电阻值。 因此必须从选材、结构、加工工艺等方面来减小温度等误差和保证绝缘材料具有高的绝缘性能。 适当减小极间距，使电极直径或边长与间距比增大，可减小边缘效应的影响，但易产生击穿并有可能限制测量范围。 电极应做得极薄使之与极间距相比很小，这样也可减小边缘电场的影响。 +-边缘效应2消除和减小边缘效应 等位环3与电极2同平面并将电极2包围，彼此电绝缘但等电位，使电极1和2之间的电场基本均匀，而发散的边缘电场发生在等位环3外周不影响传感器两极板间电场。 可在结构上增设等

7、位环来消除边缘效应。等位环3+-带有等位环的平板式电容器传感器电极1电极2 寄生电容与传感器电容相并联，影响传感器灵敏度，而它的变化则为虚假信号影响仪器的精度，必须消除和减小它。3消除和减小寄生电容的影响（1）增加传感器原始电容值（2）注意传感器的接地和屏蔽；（3）集成化（4）采用“驱动电缆”(双层屏蔽等位传输)技术（5）采用运算放大器法；（6）整体屏蔽法 （1）增加传感器原始电容值 采用减小极片或极筒间的间距(平板式间距为0.20.5mm，圆筒式间距为0.15mm)，增加工作面积或工作长度来增加原始电容值，但受加工及装配工艺、精度、示值范围、击穿电压、结构等限制。一般电容值变化在 10-31

8、03 pF范围内，相对值变化在 10-61范围内。 （2）集成化 将传感器与测量电路本身或其前置级装在一个壳体内，省去传感器的电缆引线。这样，寄生电容大为减小而且易固定不变，使仪器工作稳定。但这种传感器因电子元件的特点而不能在高、低温或环境差的场合使用。 当电容式传感器的电容值很小，而因某些原因(如环境温度较高)，测量电路只能与传感器分开时，可采用“驱动电缆”技术。（3）“驱动电缆”(双层屏蔽等位传输)技术采用这种技术可使电缆线长达10m之远也不影响仪器的性能。+“驱动电缆”技术1：1测量电路外屏蔽层内屏蔽层芯线传感器-传感器与测量电路前置级间的引线为双屏蔽层电缆，其内屏蔽层与信号传输线(即电

9、缆芯线)通过增益为1的放大器成为等电位，从而消除了芯线与内屏蔽层之间的电容。4.2.2 电感式位移传感器电感式传感器是利用电感元件把位移的变化转换成电感的自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流信号。应用：可把各种位移、压力、流量等参数转换成电量输出。分类：自感式互感式涡流式优点缺点结构简单，由于衔铁移动与铁芯之间无触点，所以工作可靠，寿命长；灵敏度和分辨率高，输出信号强；重复性和线性度好，在一定位移范围内输出信号稳定；差动电感式传感器测量位移时，输出受温度变化影响较小。频率响应低，不适宜做快速动态测量；分辨能力与测量范围成反比。W：线圈匝数； S：气隙的有效截面积； 0 ：

10、真空磁导率； ：气隙厚度。 改变 、 S 两个参量中的任意一个量，均可使电感量L 改变。电感传感器的基本理想公式为1、变气隙式自感位移传感器 变气隙式传感器原理图1 铁心； 2 衔铁； 3 线圈灵敏度 变气隙式自感位移传感器电感传感器的基本工作原理演示气隙变小，电感变大，电流变小F 特性分析主要特性:灵敏度和线性度。这里主要分析变气隙式电感传感器的特性。假设电感传感器不工作时初始气隙为0 ，则初始电感为电感的变化量为 当衔铁向上移动时，传感器的气隙减小，即为=0- 这时的电感量为上式可改写为 当 时，可将上式展开成级数，即同理，当衔铁向下移动时，传感器气隙将增大，为=0+ ，这时电感变化量为把

11、上式展开成级数形式为： 若忽略高次项，则自感变化灵敏度为 线性度当气隙发生变化时，自感的变化与气隙变化均呈非线性关系，其非线性程度随气隙相对变化/的增大而增加；气隙减少所引起的自感变化L1与气隙增加同样所引起的自感变化L2并不相等，即L1L2，其差值随/的增加而增大。变气隙型电感传感器特性灵敏度S与气隙长度的平方成反比，愈小，灵敏度S愈高。为了减小非线性误差，在实际应用中，一般取这种传感器适用于较小位移的测量，一般约为0.0011 mm。变截面型电感传感器线性度好量程较大螺管式电感传感器结构简单，制造装配容易2、差动式自感位移传感器上述三种自感式传感器，由于线圈电流的存在，衔铁上始终作用有电磁

12、吸力，影响测量准确度；而且易受电源电压、频率的波动与温度变化等外界干扰的影响，因此不适合精密测量。为了克服上述缺点，所以大都采用差动式。123444321314变截面式变气隙式螺管式 差动型，当衔铁有位移时，可以使两个线圈的间隙按 变化。一个线圈自感增加，另一个线圈自感减小。将两线圈接于电桥的相邻桥臂时，其输出灵敏度可提高一倍，并改善了线性特性。 双螺管线圈差动型，较之单螺管线圈型有较高灵敏度及线性，被用于电感测微计上，其测量范围为0300m，最小分辨力为0.5m。 差动变气隙式自感传感器结构由两个电气参数和磁路完全相同的线圈组成。当衔铁3移动时，一个线圈的自感增加，另一个线圈的自感减少，形成

13、差动形式。如将这两个差动线圈EUSC1342RR分别接入测量电桥邻臂，则当磁路总气隙改变时，自感相对变化为0- 0+差动式自感传感器的灵敏度比单线圈传感器提高一倍差动式自感传感器非线性失真小,如当/=10时 单线圈线性度10；而差动式的线性度1。所以说差动电感式传感器的非线性要比简单电感传感器小得多。差动电感传感器衔铁的线性工作范围一般可取 =0.30.4。采用差动式电感传感器不仅可以减少非线性，同时还可以提高灵敏度。3、差动变压器气隙型和螺管形两种。目前多采用螺管型差动变压器。三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵敏度高、线性范围大，四节式和五节式改善了传感器线性度。变压器差动变压器的工作原

14、理和一般变压器的工作原理基本相同。不同之点是：一般变压器是闭合磁路，而差动变压器是开磁路；一般变压器原、副边间的互感是常数（有确定的磁路尺寸），而差动变压器原、副边之间的互感随衔铁移动作相应的变化。差动变压器就是工作在互感变化的基础上的。差动变压器输出电势e2与衔铁位移x的关系。其中x表示衔铁偏离中心位置的距离。 测量精度高，可达0.1m；线性范围大，可到100mm；稳定性好，使用方便。应用举例：测微仪微压力变送器将差动变压器和弹性敏感元件（膜片、膜盒和弹簧管等）相结合，可以组成各种形式的压力传感器。1、接头2、膜盒3、底座4、线路板5、差动变压器6、衔铁7、罩壳4.2.3 电容、电感测试电路

15、1、交流电桥交流电桥式用于测量电容或电感的常用方法。如下图所示。EZ1Z3=RZ4=RZ2USCZ1、Z2代表差动传感元件。2、变压器式交流电桥DZ2Z1UOAB 由电桥构成的测量电路中，输出电压的稳定性和灵敏度都与电源电压有关，电压越高，灵敏度越高。3、二极管双T电桥电容测试电路图中所示是二极管双T型交流电桥电路原理图。 e是高频电源, 它提供幅值为Ui 的对称方波, VD1、VD2为特性完全相同的两个二极管, R1 = R2 = R, C1、C2为传感器的两个差动电容。当传感器没有输入时, C1 = C2 。电路工作原理如下: 若将二极管理想化，则正半周时，二极管D1导通、D2截止，电容C

16、1被以极短的时间充电至UE ，电容C2的电压初始值为 UE ，电源经R1以i1向RL供电，而电容C2经R2、RL放电，流过RL 的放电电流为i2，流过RL 的总电流iL为i1 和i2的代数和。 (a)C2C1UERLR1R2i1i2+0-R2R1RLC2C1D1D2iC1iC2+UE+二极管双T形电路 在负半周时，二极管D2导通、D1截止，电容C2很快被充电至电压UE；电源经电阻R2以i2 向负载电阻RL供电，与此同时，电容C1经电阻R1、负载电阻RL 放电，流过RL 的放电电流为i1。流过RL的总电流iL为i1 和i2的代数和。 0-R2R1RLC2C1D1D2iC1iC2+UE+(b)UE

17、+i2R1R2C1C2RL+i1在负载RL上一个周期内产生的平均电压为： 当RL已知时， 为常数，设为K，则 输出电压不仅与电源电压的频率和幅值有关，而且与T形网络中的电容C1和C2的差值有关。当电源电压确定后，输出电压只是电容C1和C2 的函数。 双T电路的特点：线路简单，可全部放在探头内，大大缩短了电容引线、减小了分布电容的影响；电源周期、幅值直接影响灵敏度，要求它们高度稳定；输出阻抗为R，而与电容无关，克服了电容式传感器高内阻的缺点；适用于具有线性特性的单组式和差动式电容式传感器。 4. 运算放大器电路 运算放大器测量电路CxC0-AUiUoIiIxICx为传感器，C0为固定电容。当运算

18、放大器输入阻抗很高、增益很大时，可认为运算放大器输入电流为零，根据克希霍夫定律，有：如果传感器是一只平行板电容，则：代入上式得： 可见运算放大器的输出电压与动极板的板间距离d成正比。运算放大器电路解决了单个变极距型电容传感器的非线性问题。 上式是在运算放大器的放大倍数和输入阻抗无限大的条件下得出的，实际上该测量电路仍然存在一定的非线性。5、差动整流电路 根据半导体二极管单向导通原理进行解调的。如传感器的一个次级线圈的输出瞬时电压极性，在f点为“”，e点为“”，则电流路径是fgdche（参看图a）。反之，如f点为“”，e点为“”，则电流路径是ehdcgf。可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何

19、，通过电阻R的电流总是从d到c。同理可分析另一个次级线圈的输出情况。输出的电压波形见图（b），其值为USC=eabecd。 在f点为“” ，则电流路径是fgdche (参看图a)。反之，如f点为“” ，则电流路径是ehdcgf。全波整流电路和波形图4.2.4 电涡流式位移传感器1、基本原理当导体置于交变磁场或在磁场中运动时，导体上引起感生电流ie，此电流在导体内闭合，称为涡流。涡流大小与导体电阻率、磁导率以及产生交变磁场的线圈与被测体之间距离x，线圈激励电流的频率f有关。当其中某些参数不变时，就可根据涡流大小测量出另外一些参数。 传感器根据激励频率：高频反射式或低频透射式两类。（1）结构和工作

20、原理主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成。此线圈可以粘贴于框架上，或在框架上开一条槽沟，将导线绕在槽内。下图为CZF1型涡流传感器的结构原理，它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内，形成线圈的结构方式。 1234561 线圈 2 框架 3 衬套4 支架 5 电缆 6 插头iedM电涡流传感器原理图 传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场i，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场e阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低，

21、因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理。 （2）等效电路把金属导体形象的看做一个短路线圈，它与传感器线圈有磁耦合。于是，可以得到下图所示的等效电路。根据克希荷夫定律所设电流的正方向，写出方程为可以得到传感器线圈的等效阻抗、等效电感、线圈的品质因数均为互感系数M的函数。电涡流效应演示 当电涡流线圈与金属板的距离x 减小时，电涡流线圈的等效电感L 减小，等效电阻R 增大。感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多，流过电涡流线圈的电流 i1 增大。 电涡流的应用在我们日常生活中经常可以遇到 干净、高效的

22、 电磁炉电磁炉内部的励磁线圈电磁炉的工作原理 高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅 内 的 食 物。(3)测量转换电路 a、调幅式（AM）电路 石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数 人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振荡器的振幅产生明显的衰减吗？为什么？ b、调频（FM）式电路(100kHz1MHz）

23、当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将f转换为电压Uo 。 鉴频器特性 使用鉴频器可以将f 转换为电压Uo鉴频器的输出电压与输入频率成正比偏心和振动检测2、应用举例测量弯曲、波动、变形 对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。 若转轴上开z 个槽(或齿)，频率计的读数为f（单位为Hz），则转轴的转速n（单位为r/min）的计算公式为 齿轮转速测量 例： 下图中，设齿数z =48，测得频率 f=120Hz，求该齿轮的转速n 。4.2.5光纤位

24、移传感器光的全反射实验 各种装饰性光导纤维 发光二极管产生多种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。在计算机控制下，可产生动态图案。上海东方明珠光纤传感器(FOS Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。 电绝缘性能好。 抗电磁干扰能力强。 非侵入性。（传感头可以做成电绝缘的，而且体积可以很小，对被测场不产生影响。） 高灵敏度。（光学测量的优点之一）

25、 容易实现对被测信号的远距离监控。光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量1、光纤的结构及传光原理分析光纤导光原理，除了应用斯乃尔定理外还须结合光纤结构来说明。光纤呈圆柱形，它由玻璃纤维芯(纤芯)和玻璃包层两个同心圆柱的双层结构组成。 纤芯位于光纤的中心部位，光主要在这里传输。纤心折射率n1比包层折射率n2稍大些两层之间形成良好的光学界面，光线在这个界面上反射传播。 cn0纤芯n1包层n2光在光纤中的传播由snell定律可导出光线由折射率为n0的外界介质射入纤芯时，实现全反射的临界入射角为外界介质一般为空气，空气n0=1，所以为保证全反射

26、，光线在光纤端面中心的入射角c2、光纤传感器的工作原理及其组成（1）工作原理由于外界因素（温度、压力、电场、磁场、振动等）对光纤的影响会引起光波特征参数（如振幅、相位、偏振态等）发生变化，因此只要能够测出这些参量随外界因素的变化关系就可以利用它作为传感器来检测温度、压力、电流、振动等物理量的变化，这就是光纤传感器的基本工作原理。（2）分类（a）根据光纤在传感器中的作用光纤传感器分为功能型、非功能型两大类。光纤（调制波）（空载波）光电元件光源被测对象敏感光纤光（a）传感型光纤被测对象光转换敏感元件（b）传光型按光在光纤中被调制的原理，光纤传感器分为强度调制型相位调制型频率调制型波长调制型偏振态调

27、制型按被测对象可分为光纤位移传感器光纤温度传感器光纤流量传感器光纤图像传感器光纤压力传感器光纤电流传感器（3）光纤传感器的基本组成光源光纤耦合器光纤光探测器:光敏二极管、光敏三极管、光电 倍增管等相干光源非相干光源光纤流速传感器由多模光纤、光源、铜管、光电二极管及测量电路所组成。多模光纤插入顺流而置的铜管中，由于流体流动而使光纤发生机械变形，从而使光纤中传播的各模式光的相位发生变化，光纤的发射光强出现强弱变化。其振主幅的变化与流速成正比。3、反射式光纤位移传感器光探测器光源发送光纤接收光纤被测物体由上图中发射光纤的虚像与接收光纤构成的等效光路可知，只有接收光纤的端面位于发送光纤出射光锥之内时，

28、接收光纤才能收集到反射光，而且与接收的光通量和交叠的光斑面积有关。4.2.6 霍尔效应位移变换器1、霍尔片结构及霍尔效应结构：一块半导体材料（如锗等）制成的薄片。霍尔效应：霍尔片的Z轴方向加一感应强度为B的磁场，Y轴方向加一电流I，则由于磁场作用片内电子产生偏移的结果，使霍尔片在X轴方向产生电势的现象。 霍尔电势2、霍尔式位移传感器结构霍尔系数霍尔元件厚度霍尔元件灵敏度 从 a端通人电流I，根据霍尔效应，左半部产生霍尔电势VH1，右半部产生霍尔电势VH2，其方向相反。因此，c、d两端电势为VH1VH2。如果霍尔元件在初始位置时VH1=VH2，则输出为零；当改变磁极系统与霍尔元件的相对位置时，即

29、可得到输出电压，其大小正比于位移量。 4.2.7 应变式位移变换器1、基本原理用应变传感器（应变片）把弹性元件的变形信号转换成电阻变化信号。2、结构及组成金属电阻应变片主要有丝式应变片和箔式应变片两种结构，如下图所示：材料的应变材料的电阻应变系数，即单位应变所引起的电阻相对变化量(a)丝式 (b)箔式 1 基底 2 敏感栅 3 保护膜 4 引线应变式位移传感器所用弹性元件可根据被测介质和测量范围的不同而采用各种形式，常见的有圆膜片、弹性梁、应变筒等。应变式位移传感器的测量常采用电桥式测量电路。应变式位移传感器的组成 弹性元件（压力变形）+ 应变片（变形电阻）+ 电阻测量仪表应用应变片在悬臂梁上

30、的粘贴及变形特点 尺寸小、重量轻、简单可靠，维护量小，动态性能好，便于小型化；在材料、机械、实验等方面应用较广。 4.3 转速测量转速在电力系统的参数检测与控制系统中也是经常出现的物理量，如：锅炉给粉量的控制、汽轮机转速的调节等都是通过转速测量与控制系统完成的。用于转速检测的传感器根据应用场合不同分为码盘检测法光电检测法霍尔元件检测法4.3.1光电转速传感器光电传感器是将被测量的变化通过光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）。通常将这种材料称为光敏材料，由它制成的器件称为光敏器件。光传感器可广泛用于非接触测量，测量精度高，分辨能力强、可靠性高、抗干扰能力强，除可测量转速外，还可间接测量位移、

31、速度、加速度、温度、压力等物理量。传统的光敏器件都是利用各种光电效应制成的器件。光电效应分为外光电效应和内光电效应。1、光电效应与相应的器件（1）外光电效应在光线作用下，物质内的电子逸出物体表面向外发射的现象，称为外光电效应。光电子逸出时所具有的初始动能Ek与光的频率有关，频率高则动能大。 由于不同材料具有不同的逸出功，因此对某种材料而言便有一个频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，也不能激发出电子；反之，当入射光的频率高于此极限频率时，即使光线微弱也会有光电子发射出来，这个频率限称为“红限频率” 。基于外光电效应的光电器件属于光电发射型器件，有光电管、光电倍增管等。光电管有真空

32、光电管和充气光电管。 在一个真空的玻璃泡内装有两个电极,一个是光电阴极,一个是光电阳极。 （2）内光电效应受光照物体(通常为半导体材料)电导率发生变化或产生光电动势的效应称为内光电效应。内光电效应按其工作原理分为两种：光电导效应和光生伏特效应。光电导效应：半导体材料受到光照时会产生电子-空穴对，使其导电性能增强，光线愈强，阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象，称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻(光电导型)和反向工作的光敏二极管、光敏三极管(光电导结型)。 在黑暗的环境下，它的阻值很高；当受到光照并且光辐射能量足够大时，光导材料禁带中的电子受到能量大于其禁带宽度Eg 的光子激发，由价带越过禁带而跃迁