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照度傳感器工作原理
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。
照度傳感器結構及性
國內某公司生產的On9668光控閥值可調的光電集成傳感器就可做成一個開關型可見光照度傳感器。其典型入射波長為λp=520nm，內置雙敏感元接收器，可見光范圍內高度敏感，光開關閥值通過外置電阻線性可調，直接輸出高、低電平，外圍電路簡單。下圖1是開關型可見光照度傳感器的原理圖。
電氣特性如下：
(1)暗電流小，低照度響應，靈敏度高。
(2)光控閥值通過外置電阻線性可調，直接輸出高、低電平，外圍電路簡單。
(3)內置雙敏感元，自動衰減近紅外，光譜響應接近人眼函數曲線。
(4)內置微信號CMOS放大器、高精度電壓源和修正電路，輸出電流可達30 mA。
(5)工作電壓范圍寬，溫度穩定性好。
(6)可選光學納米材料封裝，可見光透過，紫外線截止，近紅外相對衰減，增強光學濾波效果。[1]
照度傳感器應用
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：
(1)控制區內作業活動內容、照度要求和環境相同；
(2)控制區內天然采光的條件相同；
(3)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。[1]
參考資料
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