光电式传感器的构成以及分类
光电式传感器
-20 ºC 3.0 4.0 λ/μm
21
常用光敏电阻旳性能参数
给出常用国产MG型光敏电阻旳性能参数
表2.5（1）
常用旳光敏电阻器型号有密封型旳MG41、MG42、MG43和非密封型旳MG45（售22价便 宜）。它们旳额定功率均在200mW下列。
② 光敏晶体管
广泛应用于光纤通信、红外线遥控器、光电耦合器、控制伺服电 机转速旳检测、光电读出装置等场合。
根据能量守恒定理
h
1 2
m02
A
式中 m—电子质量；v0—电子逸出速度。 h—普朗克常数，6.626×10-34J·s；ν—光旳频率（s-1）
该方程称为爱因斯坦光电效应方程。
可见：光电子能否产生，取决于光子旳能量是否不小于该物体旳表面逸出功。
h A
hc A
1.239 A
m
0
即入射光波长不大于波长限
光敏二（三）极管存在一种最佳敏捷度旳峰值波长。当入射光旳波长增长时， 相对敏捷度要下降。因为光子能量太小，不足以激发电子空穴对。当入射光旳 波长缩短时，相对敏捷度也下降，这是因为光子在半导体表面附近就被吸收， 而且在表面激发旳电子空穴对不能到达PN结，因而使相对敏捷度下降。01.239 A Nhomakorabeam
时才干产生外光电效应 6
光电管
光电管是装有光阴极和阳极旳真空玻璃管，其阴极受到合适旳光照后发 射光电子，这些光电子被具有一定电位旳阳极吸引，并在管内形成空间 电子流，称为光电流。 此时若光强增大，轰击阴极旳光子数增多，单位时间内发射旳光电子数 也就增多，光电流变大。 在光电管旳外电路上接合适电阻，电阻上旳电压降将和管内空间电流成 正比，或与照射到光电管阴极上旳光有函数关系，从而实现光电转换。
《光电式传感器》课件
光电式传感器的Байду номын сангаас类
• 总结词：光电式传感器有多种分类方式，如按工作方式可分为直接转换 型和间接转换型，按输出信号可分为模拟输出和数字输出等。
• 详细描述：根据工作方式的不同，光电式传感器可以分为直接转换型和间接转换型两类。直接转换型传感器利用光电效 应直接将光信号转换为电信号，如光电管、光电倍增管等；而间接转换型传感器则通过其他物理效应将光信号转换为电 信号，如光电池、光电晶体管等。此外，根据输出信号的不同，光电式传感器可以分为模拟输出和数字输出两类。模拟 输出型传感器输出连续变化的电信号，如光电管和光电池；数字输出型传感器则输出离散的电信号，如光电码盘和光电 开关等。
联网领域的应用越来越广泛。未来，需要加强光电式传感器在这些领域
的应用研究，推动相关技术的进步和发展。
03
交叉学科融合发展
光电式传感器涉及到多个学科领域，如物理学、化学、生物学等。未来
，需要加强交叉学科的融合发展，推动光电式传感器在更多领域的应用
和创新。
光电式传感器通常采用光信号传输，不易 受到电磁干扰的影响，具有较好的抗干扰 能力。
光电式传感器的缺点
对环境光敏感
光电式传感器容易受到环境光的影响 ，特别是在室外或者强光环境下，测 量精度会降低。
成本较高
光电式传感器通常需要使用高精度的 光学元件和电子元件，导致其成本较 高。
需要稳定的光源和检测器
光电式传感器需要稳定的光源和检测 器，以保证测量的准确性和稳定性。
《光电式传感器 》PPT课件
目录
• 光电式传感器概述 • 光电式传感器的应用 • 光电式传感器的优缺点 • 光电式传感器的发展趋势 • 光电式传感器的研究现状与展望
01
光电传感器有哪几种
一、光电传感器工作原理光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
一般情况下，它是由发送器、接收器和检测电路三部分构成。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。
接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。
在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
二、光电传感器有哪几种1、光电传感器按外壳型状分类：圆柱型，方型。
光电传感器的外壳现在是根据客户的安装环境而选择圆型或方型，这个没有规定的。
2、光电传感器按检测方式分类：对射式、镜反射式、漫反射式。
对射式光电传感器是光电传感器里检测距离最远的，距离可达几米甚至十几米。
安装必须要一个发光器和接收器对着安装。
镜反射式光电传感器的检测距离比对射传感器的检测距离稍微短一些，但是安装却比对射光传感器方便很多，可以在窄小的空间安装，只要配合安装反光镜即可，特点就是专业检测透明物体的有无。
漫反射光电传感器的检测距离就不如上面两个了，但是漫反射光电传感器的安装方式、安装位置都比前两个更方便。
3、光电传感器按光源分类：可见红光、不可见红外光、激光。
光电传感器的光源是根据客户的要求和检测物体、检测环境而选择，可见光红光和不可见红光会随着距离的远近而改变光斑的大小，但是激光却不会，激光不会因为距离而改变光斑的大小，激光适合检测小物体或微型物体的有无，计数，定位等应用。
三、光电传感器的实际应用光电传感器可以用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
1、条形码扫描笔当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态。
光电式传感器
光电式传感器光电式传感器是一种通过光信号来检测物体的位置、形状和颜色等信息的传感器。
它主要由光电元件、放大器电路、信号处理电路和输出电路等组成，可广泛应用于机器人、自动化生产线、计量仪器、安防监控等领域。
工作原理光电式传感器的主要工作原理是利用光电元件对物体反射和透射的光信号进行检测。
它通过发射一束光线照射到被探测物体上，然后检测被反射和透射的光线的强度、频率、相位等参数来确定被探测物体的存在和状态。
光电元件一般采用光电二极管、光敏电阻、光电管、光电晶体管等，而光线的发射和收集一般通过透镜、光纤和反光镜等实现。
分类及应用根据不同的工作原理和应用场景，光电式传感器可以分为多种类型。
其中比较常见的有：接近式光电传感器接近式光电传感器是一种最常用、最简单的光电式传感器。
它主要通过发射一束红外线照射到被测物体上，然后检测透射回来的光线的强度变化来判断被测物体是否存在。
接近式光电传感器广泛应用于人体检测、自动门、安全门和计量系统等方面。
光电开关光电开关是一种通过光电元件来检测、开关电路的传感器。
它主要通过发射一束光线来检测物体的存在和位置等信号，然后将信号（一般为0和1）传递给输出模块，以实现开闭等控制功能。
光电开关广泛应用于自动化生产线、安全门、包装机械、自动售货机等领域。
光电码盘光电码盘是一种通过光学编码来进行位置检测的传感器。
它主要通过在码盘的表面上覆盖光学码来检测旋转物体的位置、角度、方向等信息。
光电码盘广泛应用于电机控制、机器人、航空航天、导航和工业自动化等领域。
处理技术光电式传感器的检测精度和稳定性直接关系到其应用效果和可靠性。
因此，传感器制造商一直致力于探索改进传感器的处理技术。
目前，主要的处理技术包括增益调整、滤波、线性化、自动校正等。
其中增益调整是通过调整放大器的增益来提高传感器的灵敏度和稳定性，滤波则是通过滤除噪音信号来提高传感器的检测精度。
而线性化和自动校正则是通过将传感器输出信号进行线性化处理和自动调整校准，来提高传感器的可靠性和准确性。
光电传感器的应用与发展
一、引文光电传感器主要作为一种检测装置，目前常用的光传感器类型主要有光电管、光电倍增管和半导体光敏元件。
由于它具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵便多样，体积小，已经获得了广泛应用。
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现的，普通情况下，它有三部份组成，可分为发送器、接收器和检测电路。
投光器发出的光束被物体阻断或者部份反射，受光器最终作出判断，发射器发射光束普通来源于半导体的光源——发光二极管和激光二极管，光束不间断的发射或者改变脉冲宽度，接收器有光电二极管或者光电三极管组成，在接收器前面装有光学元件——透镜或者光圈，在其后面检测电路，滤出有效信号和应用信号，实现控制。
图 1 光电传感器的四种基本形式光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成份分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
如自动门传感、色标检出等。
在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。
这种物理现象称为光电效应。
通常把光电效应分为三类：在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。
基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。
图 2 光电管基本结构在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。
基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等。
图 3 光敏电阻基本结构在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。
基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。
二、研究现状与前景1) 检测距离长。
在对射型中保留10m 以上的检测距离等，便能实现其他检测手段。
2) 对检测物体的限制少。
由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。
传感器与检测技术-第8章 光电式传感器
传感器与检测技术-第8章 光电式传感器
光电式传感器是一种基于光电效应的传感器技术，利用光的特性来实现对物 体的检测和测量。本章将介绍光电式传感器的原理、分类以及各种应用。
光电开关传感器
工作原理
光电开关传感器通过发送光线，并接收反射光线来检测物体的存在。
应用场景
广泛应用于自动化生产线上的物体检测、检测门的状态是否打开或关闭等。
光电测距传感器
1 原理
2 应用
光电测距传感器通过发送光脉冲并测量返 回时间来计算物体的距离。
广泛应用于测距仪、机器人导航等需要测 量距离的领域。
光电旋转编码器
原理
光电旋转编码器利用光栅原理来测量物体的旋 转运动。
应用
常见于机器人关节的位置控制、旋钮的位置检 测等。
光电非接触式测量传感器
原理
光电非接触式测量传感器利用光的干涉或散射来 测量物体的尺寸。
光电反射式传感器
原理
光电反射式传感器利用物体对光的反射来进行检 测和测量。
应用
适用于停车场的车辆检测、印刷机上的纸张检测 等。
光电遮断式传感器
1
工作原理
光电遮断式传感见于自动门、自动售货机等需要检测物体是否接近的场合。
3
创意应用
可以应用于制作光电乐器或触摸交互装置。
应用
常用于物体距离检测、非接触式测量等。
光电式压力传感器
1
原理
光电式压力传感器通过测量物体对光的压力变化来进行压力测量。
2
应用
适用于工业领域的压力监测、医疗设备中的生理参数测量等。
光电式温度传感器
原理
光电式温度传感器利用光的特性来测量物体的温度。
应用
常用于工业过程控制、医疗设备等需要精确测量温度的场景。
光电传感器分类
光电传感器分类
光电传感器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。
以下是一些常见的光电传感器分类：
1. 光电开关：光电开关根据光电传感器的输出信号进行分类，可以分为光电接近开关、光电非接近开关和光电门栓开关等。
2. 光电传感器：光电传感器根据其检测对象分为光电颜色传感器、光电测距传感器、光电液位传感器等。
3. 光电二极管：光电二极管是一种将光信号转换为电信号的光电传感器，分为正向工作的白光二极管和反向工作的光敏二极管。
4. 光电三极管：光电三极管是一种将光信号转换为电信号的光电传感器，通常用于测量光强度和光电流等。
5. 光电二极管阵列：光电二极管阵列是由多个光电二极管组成的传感器，用于图像识别和光学计量等应用。
6. 光电传感器模块：光电传感器模块是将光电传感器与信号处理电路封装在一起的模块，常用于自动控制和机器视觉等系统中。
以上仅是一些常见的光电传感器分类，实际应用中还有更多的细分和特殊类型的光电传感器。
光电传感器的分类和工作方式 传感器常见问题解决方法
光电传感器的分类和工作方式传感器常见问题解决方法光电传感器是接受光电元件作为检测元件的传感器。
它先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分构成。
分类和工作方式⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧构成槽形光电。
发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。
但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关掌控信号，切断或接通负载电流，从而完成一次掌控动作。
槽形开关的检测距离由于受整体结构的限制一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器，若把发光器和收光器分别开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器构成对射分别式光电开关，简称对射式光电开关。
对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。
使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻拦光路，收光器就动作输出一个开关掌控信号。
⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电掌控作用，称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。
正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到；一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关掌控信号。
⑷扩散反射型光电开关扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。
在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
没有信号输出的原因先要考虑的是接线或配置的问题。
对于对射型光电传感器必需由投光部和受光部组合使用，两端都需要供电；而回归反射型必需由传感器探头和回归反射板组合使用；同时，用户必需给传感器供应稳定电源，假如是直流供电，必需确认正负极，如若正负极连接错误则会导致输出信号没有。
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一、光电传感器的构成
光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接
收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发
光二极管（LED）和激光二极管。
光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。
接收器有光电二极管或光电三极管组成。
在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。
三角反射板是结构牢固的反射装置。
它由很小的三角锥体反射材料
组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。
它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反
射后，还是从这根反射线返回。
光纤（又称光导纤维LWL），它扩大了光电传感器的使用范围，形成了特殊的嵌装式收发装置。
它可以在特殊的环境中使用，检测微小的物体。
它在非常高的外界温度中，在结构受限制的环境里，都可以获得满意的答案。
二、光电传感器分类和工作方式
1．槽开光电开关
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形
光电。
发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。
但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。
输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。
槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
2．对射式光电开光
若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。
由一个发光器
和一个收光器组成的光电开关就称为以射分离式光电开光，简称对射式光电开关。
它的检测距离可达几米乃至几十米。
使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。
3．反光板反射式光电开关
把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，
利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。
正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。
4．扩散反射式光电开关
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关控制信号。
5．光纤式光电开关
把发光器发出的光用光纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。
按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。