光电开关工作原理
【实用】光电开关的工作原理及分类PPT文档
梁召峰 副教授
光电开关的工作原理
光电开关（光电传感器）是光电接近开 关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或 反射，由同步回路选通电路，从而检测物体的 有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物 体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为 光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强 弱或有无对目标物体进行探测。
各种光电开关光线工作示意图
各种光电开关光线工作示意图 物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。 遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。 反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光(波动方向严格一致 的光)反射回去，提高抗干扰能力。 反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来 的偏振光。 遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。 遮断型光电开关工作原理 漫反射型光电开关集光发射器和光接收器于一体。 漫反射型光电开关集光发射器和光接收器于一体。 反射镜反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装配合使用。 反射镜反射型光电开关采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。 遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。 物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。 遮断式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。 反射型光电开关分为两种情况：反射镜反射型及被测物漫反射型(简称散射型)。 当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。 遮断型光电开关工作原理 反射镜反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装配合使用。
光电开关工作原理
光电开关原理及应用一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
? ?二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）、分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U 字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
⑤光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。
光电开关简介ppt课件可修改文字
光幕应用（续） 木材外形截面积检测
光幕应用（续）
光幕可检 测出带材在 卷曲过程中 的偏移，经 控制器和执 行机构使带 材向正确的 方向运动 （纠偏）。
纠偏
光幕应用（续）
光幕用于 自动收费系统的
车辆检测
超限超载车辆经过固定式称重台时， 计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴 数.车货总重，车长，车速，车辆通过后 红外线收尾系统自动提示检测完毕.
反射式光电
直射型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。 相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减
断续器 小发射LED的功耗。
反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来 的偏振光。 被测物漫反射型光电开关原理 请写出转速与频率的关系式 光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。 它广泛应用于自动控制系统、生产流水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。 漫反射型光电开关的应用 直射型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。 当被检测物体位于发射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。 反射型光电开关分为两种情况： 被测物漫反射型（简称散射型）。 反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来
光电断续器外形
两个柱形结构相对而立，每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管，形成光幕，当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号。 超限超载车辆经过固定式称重台时，计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴数. 超限超载车辆经过固定式称重台时，计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴数. 遮断式光电开关（计数） 光电开关在流 水线上的应用 一、光电开关的结构和分类 反射镜反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装配合使用。 漫反射型光电开关的应用 光幕可检测出带材在卷曲过程中的偏移，经控制器和执行机构使带材向正确的方向运动（纠偏）。 被测物漫反射型（简称散射型）。 车货总重，车长，车速，车辆通过后红外线收尾系统自动提示检测完毕. 定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域，不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号。 反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来 的偏振光。 但在实际制作中，上下两路总存在干扰，很难提高测量精度。 对于漫反射式光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回接收器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率及粗糙程 度将决定接收器接收到光线强度，被检测物体的表面还应尽量垂直于光电开关的发射光线。 光电断续器可分为直射式（槽式）和反射型两种。 直射式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。 红外LED的正向压降约为1. 超限超载车辆经过固定式称重台时，计算机管理系统自动生成车牌号，轮轴数. 光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。
光电开关工作原理
光电开关原理及应用一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）、分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U 字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
⑤光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。
光电开关的工作原理
光电开关的工作原理
光电开关是一种使用光电效应来检测和测量物体位置、距离、速度等参数的传感器。
它包含一个光源和一个光敏接收器，通过光源发出光束，并通过光敏接收器接收光束的强度变化来判断物体的存在或者运动状态。
光电开关的工作原理如下：
1. 发射光束：光电开关中的光源通常为红外光源，它能够产生一个红外光束。
这个光束会沿着一条直线或者一个区域发射出去。
2. 接收光束：光电开关中的光敏接收器通常为光电二极管或光电三极管。
它会接收到光源发出的光束，并将光束转化为电信号。
3. 检测物体：当没有物体遮挡光束时，光束会被光敏接收器接收到，并转化为一个特定的电信号，表示物体不存在。
4. 遮挡检测：当有物体遮挡光束时，光束中的一部分或全部会被物体阻挡住，光敏接收器接收到的光强度会减小。
这时，光敏接收器会将光束的强度变化转化为一个电信号，表示物体存在。
5. 信号处理：光电开关通常会对光敏接收器接收到的电信号进行放大、滤波等处理，以保证信号的准确性和稳定性。
光电开关的工作原理可以应用于很多领域，例如自动门控制、流水线物体检测、机器人导航等等。
它具有响应速度快、精度高、可靠性好等优点，在物体检测和测量方面有着广泛的应用。
光电开关 原理图
光电开关原理图
光电开关是一种使用光电效应来感知物体是否存在的设备。
它通常由光电传感器和光源组成。
在光电开关中，光电传感器的主要部分是一个光敏元件，例如光敏电阻或光敏二极管。
光敏元件能够感受光的强度变化，并将其转化为电信号。
光电开关中的光源通常是一个发光二极管（LED），它会发出可见光或红外光。
当光线照射到目标物体上时，光线会被反射或散射回光电传感器。
通过测量光电传感器接收到的光线强度，我们可以判断物体是否存在。
当物体存在时，光电传感器会接收到被反射或散射回来的光线，将其转化为一个较高的电信号。
而当物体不存在时，光线将没有或者减弱，光电传感器转化的电信号会很低或者接近于零。
基于这种原理，光电开关可以应用于许多不同的场合，例如自动门控制、自动照明以及物体计数等。
它的灵敏度可以通过调节光电传感器或光源的参数来调整，以适应不同的环境需求。
综上所述，光电开关利用光电效应来感知物体是否存在，并能够实现自动控制和检测功能。
反射光电开关工作原理
反射光电开关工作原理
反射光电开关是一种通过光信号来实现触发的开关装置。
其主要工作原理如下：
1. 发光器：光电开关中有一个可以发射光线的发光器。
一般情况下，发光器采用红外光发射二极管。
2. 反射面：在要检测物体的对面设置一个反射面，反射面可以是光亮的物体表面、镜面或者一个专门的反射面。
3. 接收器：光电开关中还有一个接收器，一般采用光敏二极管或者光敏三极管作为接收器。
4. 工作原理：发光器产生的光线经由反射面反射后，射到接收器上。
在正常情况下，反射面上没有被检测物体阻挡光线的存在，接收器能接收到足够的反射光信号，此时光电开关处于工作状态。
5. 检测物体存在：如果有物体阻挡住了光线，那么反射面上的光线就无法射到接收器上，接收器就无法接收到足够的反射光信号。
当检测到光线被阻挡时，光电开关会自动进行切换，工作状态就会改变为未工作状态。
6. 输出信号：光电开关一般根据工作状态的改变来输出相应的信号，例如通常在工作状态下输出高电平信号，未工作状态下输出低电平信号，或者使用其他信号方式来表示工作状态的改变。
总结：反射光电开关通过检测光线的反射情况来实现对检测物体存在与否的判断，从而实现触发输出信号的目的。
npn光电开关工作原理
npn光电开关工作原理
npn光电开关是一种通过光敏元件、发光二极管和晶体管等装置实现光电转换的开关。
npn是指晶体管的结构，其中N型材料夹在P型材料中间。
npn光电开关的工作原理如下：
1. 通过电路控制发光二极管发出一定量的光，该光传播到检测侧
并照射到光敏元件上。
2. 光敏元件吸收光能，释放出电子，产生电流。
当电流大小达
到一定阈值时，就会让晶体管的基极得到足够的控制电流，将晶体管
打开。
3. 当晶体管打开时，电源正极就被连接到输出端口，电源负极被
连接到原来就在的端口。
这就使得电路中有电流流动，输出信号被触发。
4. 当光源消失或受到屏蔽后，光敏元件就无法接收到光，并因而
不再产生电流，晶体管失去控制电流，即关闭。
输出端口的电势也会
变为接地状态。
总之，npn光电开关通过光敏元件的光电转换和晶体管的放大控制，实现了光信号转成电信号，从而触发开关，达到输出信号或控制电路
的目的。
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光电开关工作原理 （返回） 气
电感式接近开关
电容式接近开关
红外线光电开关 位移传感器
霍尔
开关
磁性开关
光电开关工作原理
型号说明 术语解释 接线图号
常用发射镜 应
用图例 注意事项
红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或 X 射线。
人 眼可见的光波是 380nm - 780 nm ,发射波长为 780nm -Imm 的长射线称
为红外线，浙江省洞头县光电开关厂生产的红外线光电开关优先使 用的是接近可见光波长的近红外线。
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βXM⅞ ^L∏nr
器 ） 属 于 光 电 接 近 开 关 的 简 称
它 是 利 用 被 检 测 物 体 对 红 外 光
束 的 遮 光 或 反 射
由 同 步 回 路 选
通 而 检 测 物 体 的 有 无
其 /、
物 体 不 限 于 金 属
对 所 有 能 反 射 光 线 的
物 体 均 可 检 测 。
根 据 检 测 方 式 的
不 同
红 外 线 光 电 开 关 可 分 为
红外线光电开关（光电传感
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加屯畀
解墀轟
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1 .漫反射式光电开关
漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选^=C GDKG ）；*1引起理想漫反射的光度分布=---- * I
↑ ↑SglH电开戋被⅛Mft⅛翻Ih
2•镜反射式光电开关
镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关
发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
3•对射式光电开关
对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。
当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。
4•槽式光电开关
槽式光电开关通常是标准的U字型结构，其发射器和接收
器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。
槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。
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5 . 光纤式光电开关
光纤式光电开关采用塑料或玻
璃光纤传感器来引导光线以实
现被检测物体不在相近区域的检
测。
通常光纤传感器分为对射式
和漫反射式。
↑ 1
3.响应频率：按规定的1 秒的时间间隔内，允许光 电开关动作循环的次数。
4.输出状态：分常开和常闭。
当无检测物体时，常
开型的光电开关所 接通的负载，由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检 测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
5•检测方式：根据光电开关在检测物体时，发射器所发出的光线被 折回到接收器的途径的不同，可分为漫反射式，镜反射式，对射式等 （详见工作原理说明）
6.输出形式：分 npn 二线，npn 三线，npn 四线，PnP 二线，PnP 三 线，PnP 四线，AC 二线，AC 五线（自带继电器），及直流NPN/ PNP/ 常开/常闭多功能等几种常用的形式输出。
1.检测距离：
动作距离 是指检测体按一定方式 移动时，从基准位置（光 电开关的感应表面）到开 关动作时测得的基准位 S
到检测面的空间距离。
额定动作距离指接近开 关动作距离的标称值。
2.回差距离：动作距离 与复位距离之间的绝对 值。
光电开关
被检测物
检测距薦 动作（接通） 复杭］断开）匚2±∑j
回差值
光电开关
被檢测物体
7.指向角：常见GDKG光电传感器的指向角示意图
接触和异物的侵入水的侵入
Ot无防护
1：防护开口处受手背的撞击防护直径50mm或更大的异物侵入
N防护开□⅞b受手指的撞击防护直径
12.5mm或更大的异物便入
3：防护开口处受工具的撞击防护頁径
2.5mm或更大的异物侵入
4：防护开口处受金属铁丝的撞击防护直径11omm或更大的异物侵入
5：防护开口处受金属铁丝的撞击防护尘埃的侵入
6：防护开口⅛b受金属铁丝的撞击无尘埃的侵入0：无防护
1：防护水滴的侵入
2：将外壳倾斜15度，防护水滴的侵入3：防护雾水的侵入
4；防护溅水的慢入
5：防护水柱的侵入
6：防护喷水
7：能有效防护长期侵入水中
8：能有效防护永久侵入水中
9：能有效防护高压水和蒸汽的侵入
9.表面反射率：对于漫反射式光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回漫反射开关的接受器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率将是决定接受器接收到光线的强度大小，粗糙的表面反射回的光线必将小于光滑表面反射回的强度，而且，被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。
常用材料的反射率参考图如下所示：
位移传感器工作原理和参数（返回）LL
10.环境特性：GDKG光电开关应用的环境亦是影响其长期工作可靠性的重要条件。
当光电开关工作于最大检测距离状态时，由于光学透镜会被环境中的污物粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至降低使用参数特性，这些变量尽管已列入我们的产品设计考虑范围之内，但它终究是造成可靠性降低的最大因数，其较简便的解决方法是根据GDKG传感器的最大检测距离（Sn）降额使用来确定最佳工作距离。
1. 原理简介
位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器，我厂所生产的是电感式位移传感器
该位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。
该位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。
位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。
本厂的位移传感器在设计和制造上均按标准工艺严格生产，产品一律使用树脂封装完整，在出厂前均已通过
检验、老化测试，使可靠性和工作寿命得到充分保障
2. 输出特性曲线
输出电压
3. 位移传感器的常用参考数据表（1）
位移传感器的常用参考数据表（2）
位移传感器的常用参考数据表（3）
CCD 激光位移传感器使用三角形测量系统。
×CCD
Receiver ⅛lens
√^πah□π
■ _ -TuJe pθak rJ ∖ ∖ value
以前的激光位移传感器利用 PSD （位敏器）作为接收光线的元件。
而
目标物体反射的光线穿过接收器的透镜，接收器的透镜将光线聚焦在 PSD 或CCD 上
PSD 型传感器利用PSD 上的所有射束光点之光量分布来决定射束光 点的中心，并由此判定目标位置。
但是，光量分布会受目标物体的表面状况影响，造成测量值的变动。
CCD 检测射束光点之光量分布峰值处的像素， 并将此判定为目标位置
结果
LK 系列利用CCD 作为接收光线的元件。
所以，无论射束光点之光量如何分布, CCD 均能获得稳定且高精度的
Centor Ot
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∣0π
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SPOt On receiver Glomeriil
Laser diode
TranBiniHer ,i-
Ife L IIS L。