簡介

照度傳感器是以光電效應為基礎，將光信號轉換成電信號的裝置。早期照度傳感器的光敏元件采用光敏電阻，現基本都改用半導體材料制成的光敏二極管。

工作原理

根據愛因斯坦的光子假說：光是一粒一粒運動著的粒子流，這些光粒子稱為光子。每一個光子具有一定的能量，其大小等于普朗克常數h乘以光的頻率γ。所以，不同頻率的光子具有不同的能量。光的頻率越高，其光子能量就越大。

光線照射在某些物體上，使電子從這些物體表面逸出的現象稱為外光電效應，也稱光電發射。逸出來的電子稱為光電子。光電效應一般分為外光電效應、光電導效應和光伏效應三類，根據這些效應可制成不同的光電轉換器件（稱為光敏元件）。照度傳感器是以光伏特效應來工作的。

在光照下，若入射光子的能量大于禁帶寬度，半導體PN結附近被束縛的價電子吸收光子能量，受激發躍遷至導帶形成自由電子，而價帶則相應的形成自由空穴。這些電子一空穴對，在內電場的作用下，空穴移向P區，電子移向N區，使P區帶正電，N區帶負電，于是在P區與N區之間產生電壓，稱為光生電動勢，這就是光伏效應。利用光伏效應制成的敏感元件有光電池、光敏二極管和光敏三極管等，其應用極為廣泛。

利用光敏二極管的光伏效應可以制作照度傳感器。光敏二極管的結構與一般二極管相似，裝在透明玻璃外殼中，它的PN結裝在管頂，可直接受到光照射，光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態。光敏二極管在電路中處于反向偏置，在沒有光照射時，反向電阻很大，反向電流很小，此反向電流稱為暗電流。反向電流小的原因是在PN結中，P型中的電子和N型中的空穴（少數載流子）很少。當光照射在PN結上，光子打在PN結附近，使PN結附近產生光生電子和光生空穴對，使少數載流子的濃度大大增加，因此通過PN結的反向電流也隨著增加。如果入射光照度變化，光生電子一空穴對的濃度也相應變動，通過外電路的光電流強度也隨之變動，可見光敏二極管能將光信號轉換為電信號輸出。

照度傳感器的應用

照度傳感器根據環境燈光的變化，采用電子元器件將可見光轉化成電信號，從而控制照明系統來保證使作業面的照度在一定范圍內。當作業面的照度高于預設的照度值，關閉或調暗采光系統；當作業面的照度低于預設的照度值，開啟或調亮采光系統。通常，前一個預設的照度值高于后一個預設的照度值，利用該“死區”以免頻繁地開關照明設備。

照度傳感器主要用于對天然采光的補償或利用，若能從窗戶或天空獲得充足的自然光，則可以關閉電燈或降低電力消耗，這多見于玻璃幕墻建筑內辦公室照明的控制。或者發送信號啟動電動窗簾、遮陽幕布等，或者調節遮陽格柵的角度，來降低自然采光產生的照度，這樣既可利用日光在室內產生的光影變化效果和色溫變化效果，又可以保障照度控制在一定范圍內，維持室內光環境的和諧，這都需要考慮與諸如電動窗簾等設備的配合，可在一些利用自然采光的展覽廳見到。

照度傳感器大多設有延時裝置，以免天空中云的變化帶來自然采光的變化，而導致照明系統控制的頻繁變化，這在多云的天氣尤顯得重要。

采用單個照度傳感器設置其控制區域時，應注意以下事項：

控制區內作業活動內容、照度要求和環境相同；

控制區內天然采光的條件相同；

控制區域連續，沒有隔斷或墻體。

在室內，照度傳感器的安裝位置有兩種：一種是直接安裝在工作面上，但需要保證探頭不被作業設備損傷，或者按照通常的做法，安裝在天花板上，朝向作業面；另一種安裝位置是朝向采光窗，直接測量自然采光。照度傳感器也可以安裝在燈具內，成為燈具的一部分，還可以安裝在遠離所控制的燈具回路的天花板上。當照度傳感器用于室外環境中時，在北半球則多朝向北方．以免太陽光的直射，從而保證比較好的恒定照度。同時需要指出的是，由于室外照度傳感器的靈敏度和可調節性比較低，所以不能與室內的照度傳感器互換

16bit串行輸出型數字照度傳感器IC——BH1721FVC

數字輸出型的環境光亮度傳感器IC，由作為基本電路的光電二極管、電流電壓轉換電路、A/D轉換器、控制邏輯電路以及接口電路等構成，與機器內的I2C BUS連接使用。

對應I2CBUS接口(f/s Mode Support)

接近視覺靈敏度的光譜靈敏度特性（峰值靈敏度波長:typ.560nm)

輸出對應亮度的數字值

對應廣泛的輸入光范圍(相當于1-65528lx)

通過降低功率功能，實現低電流化

通過50Hz/60Hz除光噪音功能實現穩定的測定

對應1.8V邏輯輸入接口

審核編輯 黃昊宇