โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคหมายถึงปรากฏการณ์ที่เมื่อแสงกระทบกับวัสดุบางชนิด อิเล็กตรอนภายในวัสดุจะดูดซับพลังงานของโฟตอน ส่งผลให้เกิดผลกระทบทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน ตามลักษณะเฉพาะของปรากฏการณ์เหล่านี้ เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกแบ่งออกเป็นสามประเภท: เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายใน และเอฟเฟกต์โฟโตโวลตาอิก อุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริก ได้แก่ โฟโตเซลล์ หลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ โฟโตรีซิสเตอร์ โฟโตไดโอด โฟโตทรานซิสเตอร์ และเซลล์แสงอาทิตย์ เส้นโค้งประสิทธิภาพและคุณลักษณะของอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริคเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์ในที่นี้
โดยทั่วไปโฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: เส้นทางการประมวลผลและองค์ประกอบการตรวจจับ หลักการพื้นฐานของมันมีรากฐานมาจากเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก โดยจะแปลงการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรที่วัดได้เป็นการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณแสง จากนั้นโดยใช้ส่วนประกอบโฟโตอิเล็กทริก เพื่อแปลงสัญญาณที่ไม่ใช่-ทางไฟฟ้านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าเพิ่มเติม เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกสามารถมองเห็นได้เป็นกระแสโฟตอน-ซึ่งแต่ละอันมีพลังงานจำนวนหนึ่ง-ที่ระดมยิงใส่วัตถุ ในกระบวนการนี้ พลังงานของโฟตอนจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอน โดยเฉพาะพลังงานทั้งหมดของโฟตอนเพียงตัวเดียวถูกดูดซับโดยอิเล็กตรอนตัวเดียวในเหตุการณ์เดียว เมื่อได้รับพลังงานที่ถูกถ่ายโอนนี้ อิเล็กตรอนจะเกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะ ดังนั้นจึงทำให้เกิดผลกระทบทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกันภายในวัตถุที่ถูกส่องสว่างด้วยแสง โดยทั่วไป เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกแบ่งออกเป็นสามประเภท: (1) ปรากฏการณ์ที่แสงทำให้อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของวัตถุ เรียกว่า *เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก* (เช่น ในโฟโตเซลล์และหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์); (2) ปรากฏการณ์ที่แสงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานของวัตถุ เรียกว่า *เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายใน* (เช่น ในโฟโตรีซิสเตอร์และโฟโตทรานซิสเตอร์) และ (3) ปรากฏการณ์ที่แสงสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า) ในทิศทางเฉพาะภายในวัตถุเรียกว่า *ปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์* (เช่น ในเซลล์แสงอาทิตย์)
วิธีการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริคมีข้อดีหลายประการ รวมถึงความแม่นยำสูง เวลาตอบสนองที่รวดเร็ว และการทำงานแบบไม่{0}}สัมผัส นอกจากนี้ ยังสามารถวัดพารามิเตอร์ได้หลากหลาย และตัวเซนเซอร์เองก็มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและการกำหนดค่าที่หลากหลายและมีความยืดหยุ่นสูง ด้วยเหตุนี้ โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการใช้งานการตรวจจับและควบคุมต่างๆ
โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการแปลงโฟโตอิเล็กทริกภายในระบบการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริคต่างๆ เป็นอุปกรณ์ที่รับผิดชอบในการแปลงสัญญาณแสง-รวมถึงแสงที่มองเห็นและแสงเลเซอร์อัลตราไวโอเลต-ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า
ตามคำนิยามแล้ว โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์คือเซนเซอร์ที่ใช้อุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริกเป็นองค์ประกอบการตรวจจับหรือการแปลงหลัก สามารถใช้เพื่อตรวจจับ-ปริมาณทางกายภาพที่ไม่ใช่ทางไฟฟ้าที่กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับแสงโดยตรง- เช่น ความเข้มของแสง ความส่องสว่าง อุณหภูมิรังสีเมตริก และองค์ประกอบของก๊าซ- รวมถึงปริมาณอื่นๆ ที่ไม่ใช่-ทางไฟฟ้าที่สามารถแปลงเป็นรูปแบบของแสง รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นส่วน ความขรุขระของพื้นผิว ความเครียด การกระจัด การสั่นสะเทือน ความเร็ว ความเร่ง และการรับรู้รูปร่างของวัตถุและสถานะการปฏิบัติงาน โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์มีลักษณะพิเศษคือการทำงานแบบไม่สัมผัส- การตอบสนองที่รวดเร็ว และประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ พบการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและหุ่นยนต์ อุปกรณ์ตาแมวใหม่ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถือกำเนิดของเซ็นเซอร์ภาพ CCD ได้เปิดบทใหม่ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริคเพิ่มเติม