En fotoelektrisk sensor er en enhed, der konverterer optiske signaler til elektriske signaler. Dens funktionsprincip er baseret på den fotoelektriske effekt. Den fotoelektriske effekt refererer til det fænomen, hvor når lys rammer visse materialer, absorberer elektronerne i materialet fotonernes energi, hvilket resulterer i tilsvarende elektriske effekter. Baseret på den specifikke karakter af disse fænomener er den fotoelektriske effekt kategoriseret i tre typer: den eksterne fotoelektriske effekt, den interne fotoelektriske effekt og den fotovoltaiske effekt. Fotoelektriske enheder omfatter fotoceller, fotomultiplikatorrør, fotomodstande, fotodioder, fototransistorer og solceller. Ydeevnen og karakteristiske kurver for disse fotoelektriske anordninger analyseres heri.
En fotoelektrisk sensor består typisk af to hoveddele: en behandlingsvej og et føleelement. Dens grundlæggende princip er forankret i den fotoelektriske effekt: den konverterer ændringer i den målte variabel til ændringer i et optisk signal, og ved hjælp af fotoelektriske komponenter konverterer den yderligere dette ikke-elektriske signal til et elektrisk signal. Den fotoelektriske effekt kan visualiseres som en strøm af fotoner-som hver bærer en bestemt mængde energi-, der bombarderer et objekt. I denne proces overføres fotonernes energi til elektronerne; specifikt absorberes hele energien af en enkelt foton af en enkelt elektron i en enkelt begivenhed. Efter at have modtaget denne overførte energi undergår elektronen en tilstandsændring, hvorved den inducerer en tilsvarende elektrisk effekt i objektet, der er oplyst af lyset. Generelt er den fotoelektriske effekt klassificeret i tre kategorier: (1) Fænomenet, hvor lys forårsager, at elektroner udsendes fra overfladen af et objekt, kaldes den *ydre fotoelektriske effekt* (f.eks. i fotoceller og fotomultiplikatorrør); (2) Det fænomen, hvor lys forårsager en ændring i et objekts resistivitet, kaldes den *interne fotoelektriske effekt* (f.eks. i fotomodstande og fototransistorer); og (3) Fænomenet, hvor lys genererer en elektromotorisk kraft (spænding) i en bestemt retning i et objekt, kaldes den *fotovoltaiske effekt* (f.eks. i solceller).
Fotoelektriske detekteringsmetoder giver adskillige fordele, herunder høj præcision, hurtige svartider og berøringsfri drift. Desuden er de i stand til at måle en lang række parametre, og selve sensorerne har enkle strukturer og meget fleksible, forskellige konfigurationer. Følgelig er fotoelektriske sensorer i vid udstrækning brugt i forskellige detektions- og kontrolapplikationer.
Fotoelektriske sensorer tjener som de centrale komponenter til at opnå fotoelektrisk konvertering inden for forskellige fotoelektriske detektionssystemer; de er de enheder, der er ansvarlige for at transformere optiske signaler-inklusive synligt lys og ultraviolet laserlys-til elektriske signaler.
En fotoelektrisk sensor er pr. definition en sensor, der anvender en fotoelektrisk enhed som dens primære sanse- eller konverteringselement. Den kan bruges til at detektere ikke-elektriske fysiske størrelser, der direkte inducerer ændringer i lysniveauer-såsom lysintensitet, belysningsstyrke, radiometrisk temperatur og gassammensætning-såvel som andre ikke-elektriske størrelser, der kan omdannes til variationer i lys, herunder forskydningshastighed, overflade, forskydning, overflade, forskydning, vibration, acceleration og genkendelse af objektformer og operationelle tilstande. Karakteriseret ved deres berøringsfri drift, hurtige reaktion og pålidelige ydeevne, har fotoelektriske sensorer fundet udbredt anvendelse i industrielle automationssystemer og robotteknologi. Nye fotoelektriske enheder fortsætter med at dukke op; især fremkomsten af CCD-billedsensorer har åbnet et nyt kapitel i den videre anvendelse af fotoelektrisk sensorteknologi.