传感器原理赵燕课后习题选择填空简答计算赵燕.docx

1、传感器原理赵燕课后习题选择填空简答计算赵燕第一章1-1何谓结构型传感器?何谓物性型传感器?试述两者的应用特点。结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。对于传感器来说，这些方程式也就是许传感器在工作时的数学模型。这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。物性型传感器是利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。因此，物理型传感器的

2、性能随材料的不同而异。例如，光电管就是物理型传感器，它利用了物质法则中的外光电效应。显然，其特性与涂覆在电极上的材料有着密切的关系。又如，所有半导体传感器，以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等特性能变化的传感器，都属于物理型传感器。1-2一个可供实用的传感器由哪几部分构成?各部分的功用是什么?试用框图示出你所理解的传感器系统。传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路(或其它辅助器件)三部分组成。组成框图如下：(1)敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，如波纹膜盒、光敏电阻等。(2)转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，其把输入转换成电路参

3、数量。(3)转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。1-3衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说明它们的含义。线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。回差(滞后)：反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。各条特性曲线越靠近，重复性越好。灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。阀值：使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入

4、量值，即零位附近的分辨力。稳定性：即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。漂移：在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。静态误差(精度)：传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离(逼近)程度。*1-4什么是传感器的静态特性和动态特性？差别何在？传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性。需要了解的主要参数有：线性范围、线性度、灵敏度、精确度、分辨力、迟滞、稳定性。传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性。需要了解的主要参数有：幅频特性和相频特性。1-5怎么评价传感器的综合静态性能和动态性能？

5、(1)静态特性：表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。(2)由于传感器可能用来检测静态量(即输入量是不随时间变化的常量)、准静态量或动态量(即输入量是随时间变化的变量)，于是对应于输入信号的性质，所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。第二章2-1答案：电阻应变效应 基于半导体材料的电阻压阻效应，其半导体材料的电阻相对变化与线应成正比。2-2答案： 1= (OL/L) *10-6， 1000* 10-6=0.1%2-3答案：18002-4答案：灵敏度高2-5答案：1/52-6答案：42-7答案：42-8答案：相反2-

6、9答案：弹性敏感元件2-10答案：调幅波2-11什么是横向效应?为什么箔式应变片的横向效应比丝式应变片小?横向效应是指将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，应变状态相同，但由于应变片敏感栅的电阻变化较小，因而其灵敏系数k较电阻丝的灵敏系数k0小的现象。箔式应变片圆弧部分尺寸比栅丝部分尺寸大的多，电阻值较小，因而阻值变化也就小得多，横向效应可以忽略。2-12应变片的灵敏系数K为何小于敏感栅的灵敏度系数Ks?应变片存在横向效应。2-13用应变片测量时，为什么必须采取温度补偿措施?(1)应变片电阻随温度变化。(2)试件材料与应变片的线膨胀系数不一致。2-14简述电阻应变片产生温度误差的原因及其补偿

7、方法。原因如上。温度误差的补偿方法：(1)温度自补偿法。(包括单丝自补偿应变片法和双丝自补偿应变片法)(2)桥路补偿法。*2-15测量应力梯度较大或应力集中的静态或动态应力时，应变片的选择应考虑哪些因素?2-16试述单臂应变电桥产生非线性的原因及减小非线性误差的措施。上式分母中含Ri/Ri，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与Ri/Ri非线性关系。措施：(1)差动电桥补偿法：差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。(2)恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻Ri的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流

8、源，可减小误差。2-17如何用电阻应变片构成应变式传感器?对传感器各组成部分有何要求?(1)作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量。(2)作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。要求：非线性误差要小(0.05%0.1%F.S)，力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。2-18设计应变式加速度传感器时应如何保证加速度与输出信号之间为线性关系?自由惯性力F=ma，可以利用弹性元件将加速度转化为力F，然后再通过悬臂梁将力F转换为轴向应变，最终通过应变片将轴向应变转换为电阻的变化量。2-19压阻式传感器的主要优缺点是什么?优点：(1)灵

9、敏度非常高，有时传感器的输出不需放大可直接用于测量；(2)分辨率高，例如测量压力时可测出10 20Pa的微压；(3)测量元件的有效面积可做得很小，故频率响应高；(4)可测量低频加速度和直线加速度。缺点：压阻式传感器最大的缺点是温度误差大，故需温度补偿或恒温条件下使用。第三章3-1简述变气隙式自感传感器的工作原理和输出特性，传感器的灵敏度与哪些因素有关?如何提高其灵敏度? 设：初始气隙为，初始电感为 工作时若衔铁移动使气隙减少，则电感增加，推出： 线性处理忽略高阶项，推出： 灵敏度主要取决于初始气隙，减少初始气隙能够提高灵敏度。3-2电源频率波动对自感式传感器的灵敏度有何影响?如何确定传感器的最

10、佳电源频率?自感式传感器的测量电路采用变压器电桥时，电源频率高能够提高传感器输出灵敏度。电源电压信号的频率约为测量信号频率的10倍，这样既能提高输出灵敏度且满足传感器动态特性的要求，又能减少受温度变化的影响，但是增加了铁芯损耗和寄生电容的影响。3-3差动变压器式传感器的等效电路包括哪些元件和参数?各自的含义是什么?(课本p80)3-4试分析差动变压器式电感传感器的相敏整流测量电路的工作过程。带相敏整流的电桥电路具有哪些优点? 差动变压器相敏整流测量电路如图所示，具体过程见ppt。这种电路输出容易平衡，便于阻抗匹配。3-5差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?

11、产生原因主要是由于差动变压器两个次级绕组不可能完全一致，因此它的等效电路参数(互感M自感L及损耗电阻R)不可能相同，从而使两个次级绕组的感应电动势数值不等。消除零点残余电压方法：1.从设计和工艺上保证结构对称性2.选用合适的测量线路如相敏检波电路能够消除由于高次谐波引起的零点残余电压3.采用补偿线路3-63-9作业题。第四章4-1答案：变极距型电容传感器灵敏度K=l/d04-2答案：变极距型非线性 比例运算放大器4-3答案：电容 参数 电容4-4答案：变极距型 变面积型 变介质型4-5答案：调频电路 电桥测量电路 二极管双极T 差动脉冲宽度电路4-64-12答案：BD B B B B CD B

12、4-13为什么变面积型电容传感器的测位移范围较大?对于变面积型平板式电容传感器，灵敏度如下式所示，增加平板电容参数b，减小距离d很容易提高灵敏度，灵敏度的提高或减小不受制约，因此容易提高测量位移范围容易做到。4-14试分析电容式物位传感器的灵敏度，为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施?被测介质介电常数为，物理高度为h，变换器总高度为H，总电容如下式所示，D/d减小能提高灵敏度。4-15为什么说变极距型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征?因为它是由电感、电容和电阻组成的，电感、电容和电阻就属于非线性元件。变极距电容传感器具有灵敏度最高的特点，其非线性特性可以这样解决：(1)

13、将结构设计成差动形式，也就是在两个固定极板之间插入动极板，动极板与两边固定极板构成两个互为差动的电容。其中一个电容增加多少，另一个电容就减少多少。(2)将上述差动结构的电容作为桥式电路中相邻的两个桥臂，此时，电桥的输出电压与动极板的移动距离呈线性关系(并且灵敏度较之单个电容增加到2倍)。4-16为什么电容传感器易受干扰?如何减小干扰?输出阻抗高且负载能力差，电容式传感器的容量受其电极几何尺寸等限制，不易做的很大，使传感器的输出阻抗很高，因此传感器负载能力差，易受外界干扰影响而产生不稳定性 严重时甚至无法工作，必须采取屏蔽措施，从而给设计和使用带来不便，容抗大还要求传感器的绝缘部分电阻值极高(几

14、十兆欧以上)，否则绝缘部分将作为劳动电阻而影响仪器性能(如 灵敏度降低)，为此还要特别注意周围环境，如：湿度、清洁度等，若采用高频供电，可降低传感器输出阻抗。4-17为什么高频时的电容式传感器其连接电缆的长度不能任意变化?电容式传感器等效电路如下图所示，Cp为电缆的等效电容，电缆的等效电容直接影响等效阻抗，继而影响灵敏度，因此电缆长度不能任意变化。第五章5-1压电式加速度传感器是( )传 感器.A.结构型B.适于测量直流信号的C.适于测量缓变信号的D.适于测量动态信号的5-2沿石英晶休的光轴r的方向施加作用力时，().A.晶体不产生压电效应B.在晶体的电轴x方向产生电荷C.在晶体的机械轴y方向

15、产生电荷D.在晶体的光轴z方向产生电荷5-3在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为( ).A.正压电效应B.逆压电效应C.横向压电效应D.纵向压电效应5-4天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数()。压电陶瓷的稳定性( ).A.高，差B.离，好C.低，差D.低，好5-5沿电轴y方向施加作用力产生电荷的压电效应称为( ).A.横向压电效应(特指石英晶体)B.纵向压电效应C.正压电效应D.逆压电效应5-6为提高压电传感器的输出灵敏度，将两片压电片并联在起， 此时总电荷量等于( )倍单片电荷量，总电容量等于( )倍单片电容 量。A.1，2B.2，2C.1，1/2D.2，15-7什么是

16、压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？ 石压电效应分为正压电效应和逆压电效应。正玉电效应指的是某些材料沿一定方向施力变形，内部产生极化现象，两表面产生极性相反的电荷，外力去掉后表面又回到不带电状态。通常把沿电轴x- x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向电压效应”。把沿机械轴y- y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应 .而沿光轴z-z力向受力时不产生压电效成。5-8压电式传感器为何不能测量静态信号? 压电式传感器的输出电荷只在无泄漏情况下保存，需要测量回路输入阻抗无限大，适于动态测量不适于静态测量。交变力作用下，电荷不断补充，供给回路-定的电流。5-9压电式传感

17、器连接前置放大器的作用是什么?电压式与电荷式放大器有何区别? 前置放大器的作用主要有两点，第一点是起到阻抗变换作用，将高输出阻抗转换为低输出阻抗，第二点是放大传感器的微弱输出信号。电压式放大器与电荷式放大器的电路形式不同，电压式放大器更换电缆需要重新校正灵敏度，电荷式放大器更换电缆不需要校正灵敏度。5-10 影响压电加速度传感器灵敏度的因素有哪些？如何改善？(1)晶片切割或极化方向有偏差。(2)传感器底座上下两端面互不平行。(3)底座平面与主轴方向互不垂直。(4)质量块或压紧螺母加工精度不够。(5)传感器装配质量不好等。提压电式加速度传感器的灵敏度的方法：增加放大器。第六章6-1试述磁电感应式

18、传感器的工作原理及基本结构。磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。磁电式传感器构成：磁路系统、线圈(1)磁路系统由它产生恒定直流磁场。为了减小传感器的体积，一般都采用永久磁铁；(2)线圈由它运动切割磁力线产生感应电动势。作为一个完整的磁电式传感器，除了磁路系统和线圈外，还有一些其它元件，如壳体、支承、阻尼器、接线装置等。(P156)6-2简述恒磁通式和变磁通式磁电传感器的工作原理。恒磁通式：动圈式和动铁式的工作原理是完全相同的，当壳体随被测振动体一起振动时， 由于弹簧较软，运动部件质量相对较大，因此振动频率足够高(远高于传感器的固有频率)时，运动部件的惯性很

19、大，来不及跟随振动体一起振动，接近于静止不动，振动能量几乎全被弹簧吸收，永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体的振动速度。磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线，产生与运动速度dv/dr成正比的感应电动势E，其大小为式中：N为线圈在工作气隙磁场中的匝数; B为工作气隙磁感应强度； I为每匝线圈平均长度当传感器结构参数确定后，N、B和I均为恒定值，E与dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测速度的大小。变磁通式：变磁通式磁电感应传感器般做成转速传感器，产生感应电动势的频率作为输出，而电动势的频率取决于磁通变化的频率。变磁通式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。测量齿轮安装在被测

20、转轴上与其一起旋转。当齿轮旋转时，齿的凹凸引起磁阻的变化，从而使磁通发生变化，因而在线圈中感应出交变的电势，其频率等于齿轮的齿数Z和转速n的乘积，即式中： Z为齿轮齿数：n为被测轴转速(v/min); f为感应电动势频率(Hz)。这样当已知Z，测得f就知道n了。(P156)6-3为什么说磁电感应式传感器是一种有源传感器?磁电式传感器的工作原理是基于电磁感应定律，利用导体和磁场的相对运动而在导体两端输出感应电动势，所以磁电感应传感器是有源传感器。(有源传感器：将非电能量转化为电能量，只转化能量本身，并不转化能量信号的传感器，称为有源传感器。也称为能量转换性传感器或换能器。)6-4磁电式传感器与电

21、感式传感器有哪些不同?磁电式传感器主要用于测量哪些物理量?区别：(1)磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生电动式的，它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是有源传感器。(2)电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、重量、振动等转换成线圈自感量L或互感量M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置。磁电式传感器有基于电磁感应的磁电式传感器和霍尔式传感器。霍尔式传感器和电感式传感器从形体上到原理上都无相似之处。电磁感应的磁电式传感器和电感的相似点是都有线圈。不同点是，基于电磁感应的磁电式传感器磁路有永磁体，而电感的磁路中没有永磁

22、体，由此产生原理上和应用上都有不同。测量的物理量：线速度，角速度，振动频率。6-5为什么霍尔元件用半导体薄片制成?霍尔传感器就是由霍尔元件组成的。金属材料中的自由电子浓度n很高，因此很小，不宜作霍尔元件。载流子迁移率越大，霍尔元件输出越大，如果是P型半导体，载流子为空穴。而一般电子的迁移率大于空穴迁移率，所以霍尔元件多用N型半导体材料。霍尔元件越薄(d越小)，就越大，所以通常霍尔元件都较薄。薄膜霍尔元件的厚度只有1m左右。由于上述关系，实际的霍尔元件都是将霍尔系数及电子移动度大的材料加工制成薄的十字形。(P161)6-6简述霍尔效应以及霍尔式传感器可能的应用场合。当电流垂直于外磁场通过半导体时

23、，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应。霍尔传感器技术可以应用在家用电器、汽车上。包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。电子式水表、气表、电表和远程抄表系统。控制设备中传送速度的测量。无刷直流电机的旋转和速度控制。在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用。转速仪、速度表以及其他转子式计量装置。6-7霍尔元件的不等位电动势的概念是什么?温度补偿的方法有哪几种?是当霍尔元件在额定控制电流(元件在空气中温升10度所对应的电流)作用下，不加外磁场时，霍尔输出端之间的空载电动势。温度补偿的方法：采用恒压源和输入回路串联

24、电阻，合理选择负载电阻RL阻值，采用温度补偿元件(如热敏电阻、电阻丝)(P164)6-8动态磁头式和静态磁头式磁栅传感器有哪些不同点?动态磁头有一个输出绕组，只有在磁头和磁栅产生相对运动时才能有信号输出。静态磁头有激磁和输出两个绕组，它与磁栅相对静止时也能有信号输出。动态磁头由铁镍合金材料制成的铁心和一组线圈组成，静态磁头由铁心和两组线圈组成。动态磁头线圈中的感应电动势e就反映了位移量的变化，静态磁头输出信号的频率为励磁电源频率的两倍，其幅值则与磁栅与磁头之间的相对位移成正弦(或余弦)关系。6-9请说明鉴相型磁栅信号处理方式的基本原理。(1)由400 kHz励磁电压，经80倍分频得到5 kHz

25、励磁电压，再经滤波、放大送入磁头1励磁线圈后产生励磁输出电压e1。(2)经滤波后的5kHz信号，再经45移相器移相并送入功率放大器后，供给磁头2的励磁线圈输出电压e2。(3) e1和e2同时送入求和电路输出eo， 此电压幅值不变，而相位是随位移x变化的等幅波，将此电压送入选频放大器保留10 kHz(励磁电压两次谐波)频率信号，再经整形微分电路后得到与位移x有关的脉冲信号，将其送入到由400 kHz控制的鉴相细分电路。鉴相电路的作用是判别位移方向，并根据判别结果控制可逆计数器作输入脉冲的加、减运算：细分电路的作用是使信号倍频，以提高系统对位移的分辨力。位移变化通过可逆计数器计数值显示出来。第七章

26、7-1热电偶的测温原理必须具备的条件是 和 。答：冷端温度不等于热端温度 热电偶两个电极材料不相同。7-2热电阻是将 转换为 的传感器。答：温度的变化 电阻的变化7-3热敏电阻是将 转换为 的传感器。答：温度的变化 电阻的变化7-4常用的热电阻有哪几种？适用的范围如何？7-5热敏电阻与热电阻相比较有哪些优缺点?优点：(1)电阻温度系数大，灭敏度高，约为热电阻的10侪：可测用微小的温度变化值可以测出0.00T -0.005C的温度变化；(2) 结构简单，休积小，直径可小到0.5mm.可以测量点温度；(3)电阻率高，热惯性小，响应快，响应时间可短行毫秒级，迟宜动志测量；(4) 易于维护和进行远距离

27、控制，因为元件本身的电阻值可达3 700k0。当远距离测量时，导线电阻的影响可不考虑；(5)在-50 +350C的温度范围内，具有较好的稳定性。缺点：互换性差，非线性严重.热敏电阻是非线性元件，它的温度-电阻关系是指数关系，通过热敏电阻的电流和热敏电阻两端的电压不服从欧姆定律。7-6用热敏电阻进行线性温度测量时必须注意什么问题?(不作要求，了解)热敏电阻的电流值通常限制在毫安量级，主要是为了不使它产生自发热现象，从而保证在所测量的温度范围内具有线性的电压-电流关系。此外还常采用线性化电路与热敏电阻相连，来扩大它们的测量范围和提高精度。7-7什么是中间导体定律和中间温度定律?它们在利用热电偶测温

28、时有什么实际意义?中间导体定律一-导体A、B组成的热电偶中插入第三种导体C，只要导体C两端温度相同，则对热点偶总热电势无影响。利用中间导体定律可以利用第三种廉价导体将测量时的仪表延长至远离热端的位置，而不影响热电偶热电动势的值。中间温度定律一任 何两种均匀材料构成的热电偶，接点温度为T、T。时的热电动势等于此热电偶在接点温度为T、T。和T。T的热电动势的代数和。中间温度定律是制定热电偶的分度表的理论基础。7-8什么是均匀导体定律？它有什么实际意义？7-9如图所示的哪根曲线属于PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、CTR热敏电阻?PTC：正温度系数热敏电阻，NTC：负温度系数热敏电阻，CRT：临界温度

29、系数热敏电阻。7-10热敏电阻与IC温度传感器这两种传感器有何不同?热敏电阻利用半导体电阻阻值随温度显著变化的特性制成的热敏元件，传感器的输出是电阻。IC集成温度传感器是用硅平导体集成工艺制成的，将温度传感器集成在一个芯片上，能够完成温度测量及模拟信号输出功能的专用传感器，传感器的输出是电压或者电流信号，不需要分线性校正。7-11数字输出温度传感器与其他三种主要类型的模拟温度传感器有何不同?数字温度传感器输出为数字信号，其内部结构通常包括温度传感器、A/D转化器、信号处理器、存储器和接口电路。模拟温度传感器如热电偶输出是模拟信号，是将温度的变化转换为电压(电阻)的变化，后续需要非线性校正、A/

30、D转换电路等。因此从用户的使用角度看数字温度传感器使用更为方便，但是目前常见的数字温度传感器测温范围较窄。7-12实验室备有铂铑铂热电偶、铂电阻器和半导体热敏电阻器，今测量某设备外壳的温度，已知其温度约为300400摄氏度，要求精度达到2，试问选择哪一种？为什么？半导体热敏电阻特别适合在100-300摄氏度，铂铑10-铂热电偶测温范围在0-1600摄氏度，精度能够达到1摄氏度；铂电阻器在-200-600摄氏度都能够保持良好的线性，精度能够达到0.0001摄氏度；因此可以考虑选择铂电阻器或者铂铑10-铂热电偶，但是从安装的角度看铂电阻值体积更小更易于安装到设备外壳上，所以选择铂电阻器。第八章8-

31、1光电式传感器的物理基础是光电效应，常用的外光电器件有 等，常用的内光电器件有 、 等。答：光电管 光敏电阻 光敏二极管8-2光敏电阻的光电流是指 与 之差。答：亮电流 暗电流8-3光敏电阻的光谱特性反映的是光最电阻的灵敏度与 的关系。答：光线波长8-4莫尔条纹的3个重要特性是 、 、 。答：运动对应关系 位移放大作用 误差平均效应8-5什么是光电效应?光电效应有哪几种?与之对应的光电元器件各有哪些?(1)外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射。常见器件有光电管和光电倍。 (2)光导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率变化。常见光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。 (3)光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应。常见光电器件是光电池8-6叙述光电倍增管的工作原理。光电管由一个阴极和一个阳级组成。并密封在一只玻璃管内，阴极装载玻璃管内壁上，其上涂有发射材料，阳极通常由金属丝弯成矩形或者圆形。当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子，电子被带正电位的阳极吸引，光电管内有电子流，外电路中