【導(dǎo)讀】在光的感應(yīng)和檢測(cè)中，盡量保持光不擴(kuò)散.不消耗光能是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，這對(duì)傳感器的精度有很大的影響。因此，光纖傳感器.激光傳感器和CMOS能見(jiàn)光傳感器等精度較高的光電傳感器相繼開(kāi)發(fā)，并已成為今天甚至未來(lái)幾年流行的光電傳感器。

　　光電傳感器一般由三部分組成：發(fā)送端：.接收器和檢測(cè)電路，這種類(lèi)型的傳感器通常用于檢測(cè)物體的存在。當(dāng)物體通過(guò)時(shí)，輸出信號(hào)為1，如果沒(méi)有物體通過(guò)，則輸出為0.

　　光電傳感器的原理：物體的變化會(huì)導(dǎo)致光的變化，然后將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。

　　解釋光電傳感器的核心工作原理

　　沒(méi)有光電效應(yīng)，就沒(méi)有光電傳感器。

　　光電元件是光電傳感器的核心，如光敏電阻.光敏二極管.光敏三極管等光電元件可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，檢測(cè)物體是否存在。其工作原理是光電效應(yīng)：

　　在物理學(xué)中，光電效應(yīng)是一種重要而神奇的現(xiàn)象，在光的照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)受到光子的刺激而產(chǎn)生電流，即光電。

　　光電效應(yīng)分為外部光電效應(yīng)和內(nèi)部光電效應(yīng)，其中內(nèi)部光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)電效應(yīng)和光伏效應(yīng)。光電導(dǎo)電效應(yīng)需要給電路增加電壓，而光電導(dǎo)電效應(yīng)不需要。這三種光電效應(yīng)的區(qū)別很簡(jiǎn)單，即在光源的影響下，它們的電子變化是不同的。

　　繪圖：傳感器專(zhuān)家網(wǎng)

　　①在光源的影響下，電子逃離物體表面，物體的伏安特性發(fā)生了變化，這就是光電管、光電倍增管等外部光電效應(yīng)。

　　外光電效應(yīng)

　?、诠饽芪蘸?，電子不逃逸，物體電阻發(fā)生明顯變化，這就是光電導(dǎo)效應(yīng)，如光敏電阻、感光晶體管等;

　　光電導(dǎo)效應(yīng)

　?、畚展饽芎?，電子不逃逸，光電壓在物體內(nèi)部的自建場(chǎng)中產(chǎn)生，這就是光敏二極管、三極管、光電池等。

　　光生伏特效應(yīng)

　　通過(guò)上述光電元件，我們可以將測(cè)量對(duì)象的光變成電變。

　　例如，光控制電器是由光電管(外部光電效應(yīng))作為接收器制成，可用于自動(dòng)控制和自動(dòng)計(jì)數(shù).自動(dòng)報(bào)警.自動(dòng)跟蹤等。當(dāng)光照射在光電管上時(shí)，光電管電路產(chǎn)生光電流，通過(guò)放大器放大，使電磁鐵磁化，然后吸收電樞;當(dāng)光電管上沒(méi)有光時(shí)，光電管電路中沒(méi)有電流，電磁鐵與電樞分離。

　　另一個(gè)例子是最常見(jiàn)的光敏二極管(光電導(dǎo)率效應(yīng))。光電傳感器光敏二極管的外觀與一般二極管相同，但其外殼上有一個(gè)嵌入玻璃的窗口，以便于光源進(jìn)入，以增加接收面積，PN結(jié)的面積較大。沒(méi)有光照時(shí)，其反向電流很小，電路被切斷;當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激起，產(chǎn)生光電載流子，電路接通。

　　總的來(lái)說(shuō)，光電效應(yīng)使光電傳感器能夠感知光的變化，并將光信號(hào)的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的變化，用于數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。

　　四種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，光電傳感器檢測(cè)方法差異很大

　　光電傳感器精度高.反應(yīng)快.非接觸.靈活.遠(yuǎn)距離檢查的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于檢測(cè)和控制中，可以檢查物體是否存在.光信號(hào)強(qiáng)弱.然后控制光的顏色和其他參數(shù)。常見(jiàn)的有開(kāi)關(guān)控制.自動(dòng)計(jì)件.顏色分類(lèi)等。

　　根據(jù)檢測(cè)方法的不同，光電傳感器可分為漫反射型.反射板型.對(duì)于射型和距離型，不同的類(lèi)型對(duì)應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的光電傳感器。

　　①漫反射型:漫反射型光電開(kāi)關(guān)

　　當(dāng)開(kāi)關(guān)發(fā)射光束時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)生漫反射，當(dāng)足夠的組合光返回接收器時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化。

　　漫反射型是最簡(jiǎn)單、最方便的安裝方式，但作用距離最短，檢查也是最不穩(wěn)定的。

　?、诜瓷浒逍?反光板型光電開(kāi)關(guān)

　　反射器反射光電開(kāi)關(guān)將發(fā)光器和集光器放入同一設(shè)備中，并在其前方安裝反射器，利用反射原理完成光電控制。通常，發(fā)光器發(fā)出的光被反射器反射回來(lái)，由集光器連接;一旦光路被檢查對(duì)象堵塞，集光器無(wú)法接收光，光電開(kāi)關(guān)移動(dòng)并導(dǎo)出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

　　反射板光電傳感器可檢測(cè)透明物體和高光澤物體，作用距離長(zhǎng)，安裝方便，檢測(cè)穩(wěn)定。但當(dāng)后視鏡有灰塵時(shí)，檢測(cè)精度會(huì)降低。

　?、蹖?duì)照類(lèi)型:對(duì)照光電傳感器

　　分體式光電開(kāi)關(guān)由發(fā)光器和集光器組成。如果發(fā)光器和集光器分開(kāi)，檢查距離可以增加，因此檢查距離可以達(dá)到幾米甚至幾十米。在使用過(guò)程中，發(fā)光器和集光器分別安裝在檢查對(duì)象通過(guò)路徑的兩側(cè)。當(dāng)檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí)，光路被阻斷，集光器將導(dǎo)出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。

　　對(duì)射光電傳感器是檢測(cè)精度最高的，距離也可以很遠(yuǎn)，但安裝不方便，占用空間大，不能檢測(cè)透明和小物體。

　?、芫嚯x類(lèi)型:擴(kuò)散反射光電開(kāi)關(guān)

　　擴(kuò)散反射光電開(kāi)關(guān)，其檢測(cè)頭配有發(fā)光器和光收集器，但前面沒(méi)有反射器。通常，發(fā)光器發(fā)出的光收集器是找不到的。當(dāng)檢測(cè)器通過(guò)并反射光部分時(shí)，光收集器接收光信號(hào)并導(dǎo)出開(kāi)關(guān)信號(hào)。

　　距離型光電傳感器的發(fā)射器是點(diǎn)發(fā)射，但是接收器是表面接收，所以它可以使被測(cè)物有更大的偏移視角。

　　什么意思?

　　從上面的原理圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)光電傳感器設(shè)置的檢查距離是確定的，因此我們可以設(shè)置一個(gè)固定的發(fā)射光-折射光透視圖。當(dāng)有檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí)，檢測(cè)到的折射光與被檢測(cè)對(duì)象返回的折射光之間的透視圖必須與我們?cè)O(shè)置的透視圖不一致，這有助于傳感器檢測(cè)對(duì)象的存在。也就是說(shuō)，除了設(shè)置的透視圖被判定為無(wú)物體外，所有其他透視圖都將被判定為有物體。測(cè)量對(duì)象的偏移透視圖增加，可以大大提高傳感器的準(zhǔn)確性和靈敏度。

　　五個(gè)應(yīng)用示例，光電傳感器的常用

　　接下來(lái)，將列出六種常見(jiàn)的光電傳感器應(yīng)用，從現(xiàn)實(shí)生活中，更好地了解光電傳感器。

　　1.光電煙霧報(bào)警器

　　當(dāng)沒(méi)有煙霧時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直線傳播，光電三極管沒(méi)有接收到信號(hào)。在沒(méi)有導(dǎo)出和煙霧的情況下，發(fā)光二極管發(fā)出的光被煙霧顆粒映射，使三極管接收到光源，信號(hào)輸出并發(fā)出警報(bào)。

　　2.光電時(shí)速表

　　在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上涂上黑色和白色。旋轉(zhuǎn)時(shí)，折射光和非折射光發(fā)生變化。光電傳感器相應(yīng)地間歇性地接收光的折射信號(hào)，導(dǎo)出間歇性電信號(hào)，然后通過(guò)放大器和塑料電路放大塑料導(dǎo)出方波信號(hào)，最后通過(guò)電子數(shù)字顯示器導(dǎo)出電機(jī)的速度。

　　3.商品計(jì)數(shù)器

　　當(dāng)產(chǎn)品在輸送帶上運(yùn)行時(shí)，它會(huì)不斷地阻擋光源到光電傳感器的光路，從而使光電脈沖電路產(chǎn)生電脈沖信號(hào)。光電傳感器電路產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，因此輸出脈沖數(shù)代表產(chǎn)品的數(shù)量，通過(guò)顯示電路顯示。

　　4.光電檢測(cè)和自動(dòng)控制

　　光電電池作為光電檢測(cè)的基本原理與光敏二極管相同，但其基本結(jié)構(gòu)與制造工藝不完全相同。因?yàn)楣怆姵夭恍枰~外的電壓來(lái)工作;光電轉(zhuǎn)換效率高，光譜范圍寬，頻率特性好，噪音低，廣泛應(yīng)用于光電讀取.光電耦合.光柵測(cè)距.激光準(zhǔn)直.影片還音.燃?xì)廨啓C(jī)的熄火保護(hù)裝置等。

　　5.光電傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用

　　光電傳感器還可以為汽車(chē)提供更舒適的顯示質(zhì)量感覺(jué)，使汽車(chē)顯示設(shè)備在任何光線下都能達(dá)到完整的背光效果。

　　包括車(chē)載娛樂(lè)/導(dǎo)航/DVD系統(tǒng)背光控制.后座娛樂(lè)顯示器背光控制.儀表組背光控制(速度計(jì)/速度計(jì)).光傳感器可以完成自動(dòng)后視鏡亮度控制等。

　　除上述應(yīng)用外，光電傳感器還測(cè)量高壓大電流.繼電保護(hù).粉塵濁度監(jiān)測(cè)等方面也有廣泛的應(yīng)用。