Un senzor fotoelectric este un dispozitiv care convertește semnalele optice în semnale electrice. Principiul său de funcționare se bazează pe efectul fotoelectric. Efectul fotoelectric se referă la fenomenul în care, atunci când lumina lovește anumite materiale, electronii din material absorb energia fotonilor, rezultând efecte electrice corespunzătoare. Pe baza naturii specifice a acestor fenomene, efectul fotoelectric este clasificat în trei tipuri: efectul fotoelectric extern, efectul fotoelectric intern și efectul fotovoltaic. Dispozitivele fotoelectrice includ fotocelule, tuburi fotomultiplicatoare, fotorezistoare, fotodiode, fototranzistoare și celule solare. Performanța și curbele caracteristice ale acestor dispozitive fotoelectrice sunt analizate aici.
Un senzor fotoelectric constă de obicei din două părți principale: o cale de procesare și un element de detectare. Principiul său fundamental este înrădăcinat în efectul fotoelectric: transformă modificările variabilei măsurate în modificări ale unui semnal optic și apoi, utilizând componente fotoelectrice, transformă în continuare acest semnal non--electric într-un semnal electric. Efectul fotoelectric poate fi vizualizat ca un flux de fotoni-fiecare transportând o anumită cantitate de energie-bombardând un obiect. În acest proces, energia fotonilor este transferată către electroni; în mod specific, întreaga energie a unui singur foton este absorbită de un singur electron într-un singur eveniment. La primirea acestei energii transferate, electronul suferă o schimbare de stare, inducând astfel un efect electric corespunzător în obiectul iluminat de lumină. În general, efectul fotoelectric este clasificat în trei categorii: (1) Fenomenul în care lumina determină emiterea de electroni de pe suprafața unui obiect se numește *efect fotoelectric extern* (de exemplu, în fotocelule și tuburi fotomultiplicatoare); (2) Fenomenul în care lumina provoacă o modificare a rezistivității unui obiect se numește *efect fotoelectric intern* (de exemplu, în fotorezistoare și fototranzistoare); și (3) Fenomenul în care lumina generează o forță electromotoare (tensiune) într-o direcție specifică în interiorul unui obiect este numit *efect fotovoltaic* (de exemplu, în celulele solare).
Metodele de detectare fotoelectrică oferă numeroase avantaje, inclusiv precizie ridicată, timpi de răspuns rapid și funcționare fără-contact. În plus, sunt capabili să măsoare o mare varietate de parametri, iar senzorii înșiși prezintă structuri simple și configurații foarte flexibile și diverse. În consecință, senzorii fotoelectrici sunt utilizați pe scară largă în diverse aplicații de detectare și control.
Senzorii fotoelectrici servesc ca componente esențiale pentru realizarea conversiei fotoelectrice în cadrul diferitelor sisteme de detectare fotoelectrică; acestea sunt dispozitivele responsabile cu transformarea semnalelor optice-inclusiv lumina vizibilă și lumina laser ultravioletă-în semnale electrice.
Un senzor fotoelectric este, prin definiție, un senzor care utilizează un dispozitiv fotoelectric ca element de detectare sau de conversie principal. Poate fi utilizat pentru a detecta cantități fizice non--electrice care induc direct modificări ale nivelurilor de lumină-cum ar fi intensitatea luminii, iluminarea, temperatura radiometrică și compoziția gazului-, precum și alte cantități non-electrice care pot fi convertite în variații de lumină, inclusiv diametrul părții, rugozitatea suprafeței, deformarea, vibrația, recunoașterea formei obiectului, accelerația și viteza obiectului. și stări operaționale. Caracterizati prin funcționarea fără-contact, răspunsul rapid și performanța fiabilă, senzorii fotoelectrici și-au găsit aplicații pe scară largă în sistemele de automatizare industrială și robotică. Noi dispozitive fotoelectrice continuă să apară; în special, apariția senzorilor de imagine CCD a deschis un nou capitol în aplicarea ulterioară a tehnologiei de detectare fotoelectrică.