En fotoelektrisk sensor er en enhet som konverterer optiske signaler til elektriske signaler. Driftsprinsippet er basert på den fotoelektriske effekten. Den fotoelektriske effekten refererer til fenomenet der, når lys treffer visse materialer, absorberer elektronene i materialet energien til fotonene, noe som resulterer i tilsvarende elektriske effekter. Basert på den spesifikke naturen til disse fenomenene, er den fotoelektriske effekten kategorisert i tre typer: den eksterne fotoelektriske effekten, den interne fotoelektriske effekten og den fotovoltaiske effekten. Fotoelektriske enheter inkluderer fotoceller, fotomultiplikatorrør, fotomotstander, fotodioder, fototransistorer og solceller. Ytelsen og karakteristiske kurvene til disse fotoelektriske enhetene analyseres her.
En fotoelektrisk sensor består vanligvis av to hoveddeler: en prosesseringsbane og et sensorelement. Dets grunnleggende prinsipp er forankret i den fotoelektriske effekten: den konverterer endringer i den målte variabelen til endringer i et optisk signal, og deretter, ved å bruke fotoelektriske komponenter, konverterer dette ikke-elektriske signalet ytterligere til et elektrisk signal. Den fotoelektriske effekten kan visualiseres som en strøm av fotoner-som hver bærer en bestemt mengde energi-som bombarderer et objekt. I denne prosessen overføres energien til fotonene til elektronene; spesifikt absorberes hele energien til et enkelt foton av et enkelt elektron i en enkelt hendelse. Etter å ha mottatt denne overførte energien, gjennomgår elektronet en tilstandsendring, og induserer dermed en tilsvarende elektrisk effekt i objektet som er opplyst av lyset. Generelt er den fotoelektriske effekten klassifisert i tre kategorier: (1) Fenomenet der lys forårsaker at elektroner sendes ut fra overflaten til et objekt kalles den *eksterne fotoelektriske effekten* (f.eks. i fotoceller og fotomultiplikatorrør); (2) Fenomenet der lys forårsaker en endring i et objekts resistivitet kalles den *interne fotoelektriske effekten* (f.eks. i fotomotstander og fototransistorer); og (3) Fenomenet der lys genererer en elektromotorisk kraft (spenning) i en bestemt retning i et objekt kalles den *fotovoltaiske effekten* (f.eks. i solceller).
Fotoelektriske deteksjonsmetoder gir en rekke fordeler, inkludert høy presisjon, raske responstider og -kontaktfri drift. Videre er de i stand til å måle et bredt spekter av parametere, og selve sensorene har enkle strukturer og svært fleksible, varierte konfigurasjoner. Følgelig er fotoelektriske sensorer mye brukt i forskjellige deteksjons- og kontrollapplikasjoner.
Fotoelektriske sensorer tjener som de sentrale komponentene for å oppnå fotoelektrisk konvertering innen forskjellige fotoelektriske deteksjonssystemer; de er enhetene som er ansvarlige for å transformere optiske signaler-inkludert synlig lys og ultrafiolett laserlys-til elektriske signaler.
En fotoelektrisk sensor er per definisjon en sensor som bruker en fotoelektrisk enhet som sitt primære sanse- eller konverteringselement. Den kan brukes til å detektere ikke-elektriske fysiske størrelser som direkte induserer endringer i lysnivåer-som lysintensitet, belysningsstyrke, radiometrisk temperatur og gasssammensetning-så vel som andre ikke-elektriske størrelser som kan omdannes til variasjoner i lys, inkludert forskyvningshastighet, overflatediameter, overflatediameter, vibrasjon, overflate, akselerasjon, og gjenkjennelse av objektformer og operasjonstilstander. Karakterisert av deres -kontaktfrie drift, raske respons og pålitelige ytelse, har fotoelektriske sensorer funnet utbredt bruk i industrielle automasjonssystemer og robotikk. Nye fotoelektriske enheter fortsetter å dukke opp; spesielt har bruken av CCD-bildesensorer åpnet et nytt kapittel i den videre anvendelsen av fotoelektrisk sensorteknologi.