1.了解光電式傳感器的測量原理

2.光電式傳感器的應(yīng)用

3.光電式傳感器的特性

項目四光信號的檢測目標要求：

任務(wù)描述利用光敏器件實現(xiàn)能夠在黃昏時自動接通路燈，在黎明時路燈自動關(guān)閉，要求有高靈敏度。

被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號。光電式傳感器光電式傳感器的原理

光是以光速運動著的粒子（光子）流，一束頻率為V的光由能量相同的光子所組成，每個光子的能量為

光的頻率越高（波長越短），能量就越大。用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為hV的光子所轟擊，組成該物體的材料吸收光子的能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)按其作用原理可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。

外光電效應(yīng)(光電發(fā)射效應(yīng)）光照射在某一物體上,使電子從這些物體表面溢出的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。光電效應(yīng)方程

能否產(chǎn)生光電效應(yīng)，取決于光子的能量是否大于物體表面的電子逸出功?；谕夤怆娦?yīng)的器件有光電管、光電倍增管等。

內(nèi)光電效應(yīng)

當光照在物體上，使物體的電阻率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)（光伏效應(yīng)）。

光電導(dǎo)效應(yīng):光照改變半導(dǎo)體導(dǎo)電率，從而引起半導(dǎo)體電阻值的變化效應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。

基于這種效應(yīng)的光電器件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管。

光生伏特效應(yīng)：光照改變PN結(jié)電場，從而引起PN結(jié)電勢的變化效應(yīng)，稱為PN結(jié)光生伏特效應(yīng)基于該效應(yīng)的器件有光電池。PN電子空穴---+++-+光源

光電器件（1）光電管

光電管的結(jié)構(gòu)示意圖陽極光窗光電陰極當陰極受到適當波長的光線照射時便發(fā)射電子，電子被帶正電位的陽極所吸引，在光電管內(nèi)就有電子流，在外電路中便產(chǎn)生了電流。主要用于：分光光度計、光電比色計等分析儀器和各種自動裝置。（2）光電倍增管

光電倍增管是利用二次電子釋放效應(yīng)，高速電子撞擊固體表面，發(fā)出二次電子，將光電流在管內(nèi)進行放大。

由光陰極、次陰極(倍增電極)以及陽極三部分組成。光陰極是由半導(dǎo)體光電材料銻銫做成；次陰極是在鎳或銅-鈹?shù)囊r底上涂上銻銫材料而形成的，次陰極多的可達30級；陽極是最后用來收集電子的，收集到的電子數(shù)是陰極發(fā)射電子數(shù)的105~106倍。即光電倍增管的放大倍數(shù)可達幾萬倍到幾百萬倍。光電倍增管的靈敏度就比普通光電管高幾萬倍到幾百萬倍。因此在很微弱的光照時，它就能產(chǎn)生很大的光電流。

光電管特性①光電特性②伏安特性③光譜特性（3）光敏電阻

光敏電阻又稱光導(dǎo)管,它用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒有極性,純粹是一個電阻器件,使用時既可加直流電壓,也可以加交流電壓。

無光照時,光敏電阻值（暗電阻）很大,通常為兆歐級，電路中電流（暗電流）很小當光敏電阻受到一定波長范圍的光照時,它的阻值（亮電阻）急劇減少,通常為千歐以內(nèi)，電路中電流迅速增大暗電阻越大越好,亮電阻越小越好亮電流與暗電流之差為光電流。光敏電阻演示

當光敏電阻受到光照時，光生電子—空穴對增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）

當光敏電阻受到光照時，阻值減小。光敏電阻種類

對光照敏感的半導(dǎo)體光敏元件都可制成光敏電阻，半導(dǎo)體光敏元件的敏感光波長為納米波，按其最佳工作波長范圍可分為三類。

(1)對紫外光敏感元件。紫外光是指紫外線(波長λ=10~380nm)的內(nèi)側(cè)光波，波長為300一380nm。對這類光敏感的材料有氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硫化鎬(CdS),硒化鎬(CdSe)等，這類敏感元件適于作a,B，Y射線檢測及光電控制電路。

(2)對可見光敏感元件?？梢姽獠ㄩL范圍為380一760nm，對這類光敏感的材料有硒(Se)、硅(Si)、鍺(Ge)及硫化鉈(TiS)硫化鎘(CdS)等，尤其是TiS光敏元件，它既適用于可見光，也適用于紅外光。這類敏感元件適用于光電計數(shù)、光電藕合、光電控制等場合。

(3)對紅外光敏感元件。紅外光是紅外線(波長λ=760一1x106nm)的內(nèi)側(cè)光波，波長為760一6000nm。對這類光敏感的材料有硫化鉛(Pb9)、硒化鉛(PbSe},銻化鋼(InSb)等，這類敏感元件主要用來探測不可見目標。光敏電阻伏安特性

各類光敏電阻都有最大允許功耗和最大允許電壓的要求，超過此極限值將會導(dǎo)致元件永久性損壞。光照特性光敏電阻具有很高的光照靈敏度，且具有明顯的非線性，可作控制元件，不宜作計量元件。一般在自動控制系統(tǒng)中常用作開關(guān)式光電信號傳感元件。光譜特性204060801004080120160200240312相對靈敏度1——硫化鎘2——硒化鎘3——硫化鉛λ/μm溫度特性

硫化鉛光敏電阻的光譜溫度特性曲線,它的峰值隨著溫度上升向波長短的方向移動，導(dǎo)致光敏電阻敏感波長減小。因此,硫化鉛光敏電阻要在低溫、恒溫的條件下使用。對于可見光的光敏電阻,其溫度影響要小一些。

例：試分析該電路的原理及功能？

P121光控電路（4）光敏二極管和光敏晶體管（內(nèi)光電效應(yīng)）

光敏二極管的結(jié)構(gòu)與一般二極管相似、它裝在透明玻璃外殼中，其PN結(jié)裝在管頂，可直接受到光照射。光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)

光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài),

在沒有光照射時,反向電阻很大（高阻）,反向電流很小,這反向電流稱為暗電流。當光照射在PN結(jié)上時,光子打在PN結(jié)附近,使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對。它們在PN結(jié)處的內(nèi)電場作用下作定向運動,形成光電流。光的照度越大,光電流越大。因此光敏二極管在不受光照射時,處于截止狀態(tài),受光照射時,處于導(dǎo)通狀態(tài)。光敏二極管的特性光敏三極管光敏晶體管亦有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，基區(qū)是受光區(qū)，為了擴大光的照射面，基區(qū)的面積比較大。光敏晶體管的基區(qū)通常無電極引線，工作時相當于基極開路，因而無光照射，只能形成很小的暗電流。當有光照射時，基區(qū)產(chǎn)生的光生電子和空穴形成基極電流，此電流在外加集電結(jié)反偏電壓作用下，放大而成為集電極電流。由此可見，光敏晶體管有光照時的輸出電流是光生電流的B倍，因而有比光敏二極管更高的靈敏度。NNPcbecbe光敏三極管外形圖1光敏二極管工作電路圖2光敏三極管工作電路硅和鍺光敏二極（晶體）管的光譜特性這兩種敏感元件的光譜特性顯然鍺管的敏感范圍比硅管大，由于鍺管溫度性能比較差，因而測可見光時，主要用硅管，探測紅外光時，主要用鍺管。光譜特性伏安特性

硅光敏管在不同照度下的伏安特性。由圖可見光敏管的輸出電流與所加的偏置電壓關(guān)系不大，具有近似的恒流特性;光敏晶體管比光敏二極管的光電流大近百倍，因而具有更高的靈敏度;光敏二極管在零偏壓下就有一定的電流輸出，光敏晶體管有一段死區(qū)電壓。

光敏三極管的溫度特性曲線反映的是光敏三極管的暗電流及光電流與溫度的關(guān)系。從特性曲線可以看出，溫度變化對光電流的影響很小，而對暗電流的影響很大．所以電子線路中應(yīng)該對暗電流進行溫度補償，否則將會導(dǎo)致輸出誤差。溫度特性光敏晶閘管外形

波長在0.8-0.9UM的紅外線及波長在1UM左右的激光，都是光控晶閘管較為理想的光源光電路燈控制電路電子蠟燭實例：光電池的工作原理示意圖RLI---mAV+++PN

若將PN結(jié)兩端用導(dǎo)線連起來，電路中就有電流流過。若將外電路斷開，就可測出光生電動勢。

光電池外形光敏面能提供較大電流的大面積

光電池外形光電池在動力方面的應(yīng)用太陽能賽車太陽能電動機模型太陽能硅光電池板光電池在動力方面的應(yīng)用太陽能發(fā)電

太陽能電池公交車車頂上安裝了用來發(fā)電的太陽能電池，所發(fā)電量用于發(fā)光兩級管(LED)車內(nèi)照明。據(jù)悉，由于可以蓄電，因此在沒有陽光情況下仍然可以連續(xù)照明約9個小時。

光電池在動力方面的應(yīng)用光電池在人造衛(wèi)星上的應(yīng)用光電池的基本特性①光譜特性②光電特性③溫度特性④頻率特性光電池和光譜特性曲線1—硅光電池2—硒光電池

硅光電池的光照特性1—開路電壓特性曲線2—短路電流特性曲線硅光電池硒開路電壓溫度/℃光生電流/mA1.82.22.0光生電壓/V短路電流1002003004005000

20

40

60

80

100（三）溫度特性開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快。短路電流隨溫度升高而緩慢增加。因此作測量元件時應(yīng)考慮進行溫補。通常硅光電池的使用溫度不允許超過125攝氏度。20406080100硒光電池硅光電池0

1500

3000

4500

6000

7500相對光電流/%入射光調(diào)制頻率/Hz光電池的頻率特性是反映光的交變頻率和光電池輸出電流的關(guān)系。（四）頻率特性硅光電池有很高的頻率響應(yīng)，可用于高速記數(shù)、有聲電影等方面。-vcc39L51K90124001KK1M自動干手器電路任務(wù)實施P127光控路燈電路

任務(wù)二紅外自動干手器電路設(shè)計與制作任務(wù)描述：1、要求電路能過通過感應(yīng)裝置，在人需要干手時，能夠自動打開出風(fēng)裝置。2、感受完成后能夠自動關(guān)閉。3、能夠調(diào)節(jié)加熱和吹風(fēng)裝置的開關(guān)時間。問題思考：自動門如何探測人的靠近？1、紅外輻射紅外輻射俗稱紅外線，它是一種人眼看不見的光線。但實際上它和其它任何光線一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)。任何物體，只要它的溫度高于絕對零度，就有紅外線向周圍空間輻射。紅外線傳感器是利用物體產(chǎn)生紅色輻射的特性實現(xiàn)自動檢測的傳感器紅外線可分為三部分：近紅外線：波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線：波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線：波長為6.0～l000μm之間。

紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。一個熾熱物體向外輻射的能量大部分是通過紅外線輻射出來的。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，輻射能量就越強。自然界中的任何物體，只要溫度在絕對零度以上，都有紅外線向周圍空間輻射（光譜中最大光熱效應(yīng)區(qū)）。因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或熱射線。紅外線的物理特性

①熱效應(yīng)②穿透云霧的能力強

熱效應(yīng)及應(yīng)用：

一切物體都在不停的輻射紅外線。物體的溫度越高，輻射的紅外線就越多。紅外線照射到物體上最明顯的效果就是產(chǎn)生熱。冬天烤火，就是因為有大量的紅外線從爐子里射到人身上，才能讓我們感覺到熱乎乎的。人體生病的時候，雖然外面看起來沒有什么變化，但是由于局部皮膚的溫度不正常，如果在照相機里裝上對紅外感光的膠片，給皮膚拍照再與正常人的照片對比，可以對疾病作出診斷。這種相機拍出來的照片叫熱譜圖。根據(jù)紅外線的熱效應(yīng)，人們還研究出了紅外線夜視儀。紅外線夜視儀在漆黑的夜晚也可以發(fā)現(xiàn)人的存在。夜間人的體溫比周圍草木或建筑的溫度高，人體輻射出來的紅外線就比他們強?？梢詭椭藗冊谝归g進行觀察、搜索、瞄準和駕駛車輛等。

物體在輻射紅外線的同時，也在吸收紅外線。各種物體吸收了紅外線以后溫度就會升高。我們就可以利用紅外線的熱效應(yīng)來加熱物品。家庭用的紅外線烤箱，浴室用的暖燈，也就是浴霸等等。物體加熱可以利用紅外線烘干汽車表面的噴漆，烘干稻谷等作物。在醫(yī)學(xué)上，還可以利用紅外線的熱效應(yīng)進行理療。在紅外線照射下，組織溫度升高，血流加快，物質(zhì)代謝增強，組織細胞活力及再生能力提高。傷口就容易痊愈。穿透能力強的應(yīng)用：穿透云霧的能力強(波長較長,易于衍射)，由于一切物體，都在不停地輻射紅外線，并且不同物體輻射紅外線的強度不同，利用靈敏的紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線，然后用電子儀器對接到的信號進行處理，就可以察知被測物體的形狀和特征，這種技術(shù)叫做紅外線遙感技術(shù)，可以用在衛(wèi)星上勘測地?zé)帷ふ宜?、監(jiān)測森林火情、估計農(nóng)作物的長勢和收成。還有我們每天都要關(guān)注的天氣預(yù)報，也是紅外線遙感技術(shù)。紅外線遙感在戰(zhàn)爭中，當敵機飛進我們的陣地時，紅外線望遠鏡早就接收到了由它的發(fā)動部分—發(fā)動機輻射來的大量紅外線，紅外線在望遠鏡的光電變換器中產(chǎn)生了電流，再由電流產(chǎn)生可見光。于是黑暗中的飛機在鏡中就現(xiàn)原形了。紅外線遙控我們每天都用到的電視遙控器也是利用了紅外線。遙控器的前段有一個紅外發(fā)光二極管，按下不同的鍵時，它可以發(fā)射不同的紅外線，來實現(xiàn)電視機的遙控。紅外線照相機紅外熱像儀紅外報警器紅外線烤箱紅外透視望遠鏡紅外水平儀紅外線燈紅外遙控器紅外攝像頭

紅外傳感器（也稱為紅外探測器）是能將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的光敏器件，它是紅外探測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能好壞，將直接影響系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。因此，選擇合適的、性能良好的紅外傳感器，對于紅外探測系統(tǒng)是十分重要的。1、根據(jù)探測機理的不同常見紅外傳感器（1）熱傳感器（2）光子傳感器（1）熱傳感器熱傳感器是利用入射紅外輻射引起傳感器的溫度變化，進而使相關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測量有關(guān)物理參數(shù)的變化來確定紅外傳感器所吸收的紅外輻射。熱傳感器的主要優(yōu)點是：響應(yīng)波段寬、可以在室溫下工作、使用簡單。但是，熱傳感器響應(yīng)時間較長、靈敏度較低，一般用于低頻調(diào)制的場合。熱傳感器主要類型有：熱敏電阻型、熱電偶型、高萊氣動型和熱釋電型四種。存在于自然界的物體，如人體、火焰、冰塊等物都會發(fā)射紅外線，但波長各不相同。人體溫度為36~37oC，所發(fā)射的紅外線波長為9~10μm，屬遠紅外區(qū)；400~700oC的發(fā)熱體，所放射出的紅外線波長為3~5μm，屬中紅外區(qū)。熱釋電紅外傳感器不受白天黑夜的影響，可晝夜不停地用于監(jiān)測，廣泛地用于防盜報警。熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)熱釋電人體紅外傳感器(PIP)一般都采用差動平衡結(jié)構(gòu)，由敏感元件、場效應(yīng)管，高值電阻等組成敏感元件，是用熱釋電人體紅外材料(通常是鋯鈦酸鋁)制成的，先把熱釋電材料制成很小的薄片，再在薄片兩面鍍上電極，構(gòu)成兩個串聯(lián)的有極性的小電容器。將極性相反的兩個敏感元做在同一晶片上，是為了抑制由于環(huán)境與自身溫度變化而產(chǎn)生熱釋電信號的干擾，見圖11.20(b)所示。而熱釋電人體紅外傳感器在實際使用時，前面要安裝透鏡，通過透鏡的外來紅外輻射只會聚在一個敏感元上，以增強接收信號。2)場效應(yīng)管和高阻值電阻Rg

通常敏感元件材料阻值高達。因此，要用場效應(yīng)管進行阻抗變換，場效應(yīng)管常用2SK303V3、2SK94X3等來構(gòu)成源極跟隨器，高阻值電阻Rg的作用是釋放柵極電荷，使場效應(yīng)管正常工作。一般在源極輸出接法下，源極電壓約為0.4～1.0V。通過場效應(yīng)管，傳感器輸出信號就能用普通放大器進行處理。3)濾光窗

熱釋電人體紅外傳感器中的敏感元件是一種廣譜材料，能探測各種波長輻射。為了使傳感器對人體最敏感，而對太陽、電燈光等有抗干擾性，傳感器采用了濾光片作窗口，即濾光窗。濾光片是在S基板上鍍多層膜做成的。每個物體都發(fā)出紅外輻射，其輻射最強的波長滿足維恩位移定律：

λm·T=2989(μm·k)

式中λm---最大波長，T—絕對溫度。4)菲涅爾透鏡

熱釋電人體紅外傳感器只有配合菲涅爾透鏡使用才能發(fā)揮最大作用。不加菲涅爾透鏡時，該傳感器的探測半徑可能不足2m，配上菲涅爾透鏡則可達10m，甚至更遠。菲涅爾透鏡是用普遍的聚乙烯制成的，安裝在傳感器的前面。透鏡的水平方向上分成三部分，每一部分在豎直方向上又分成若干不同的區(qū)域，所以菲涅爾透鏡實際是一個透鏡組，如圖11．21(a)所示。當光線通過透鏡單元后，在其反面則形成明暗相間的可見區(qū)和盲區(qū)。每個透鏡單元只有一個很小的視場角，視場角內(nèi)為可見區(qū)，之外為盲區(qū)。而相鄰的兩個單元透鏡的視場既不連續(xù)，更不交疊，卻都相隔一個盲區(qū)。當人體在這一監(jiān)視范圍中運動時，順次地進入某一單元透鏡的視場，又走出這一視場，熱釋電傳感器對運動的人體一會兒看到，一會又看不到，再過一會兒又看到，然后又看不到，于是人體的紅外線輻射不斷改變熱釋電體的溫度，使它輸出一個又一個相應(yīng)的信號。輸出信號的頻率大約為0.1~10Hz，這一頻率范圍由菲涅爾透鏡、人體運動速度和熱釋電人體紅外傳感器本身的特性決定。

人體溫度為36~37℃，即309~310°k，其輻射的紅外波長λm=2989／309~310≈9.67~9.64μm?？梢?，人體輻射的紅外線最強的波長正好在濾光片的響應(yīng)波長7.5~14mm的中心處。故濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過，而阻止太陽光、燈光等可見光中的紅外線通過，免除干擾。所以，熱釋電人體紅外傳感器只對人體和近似人體體溫的動物有敏感作用。

目前國內(nèi)市場上常見的熱釋電紅外傳感器有上海尼賽拉公司的SD02、PH5324和德國海曼LHi954、LHi958以及日本的產(chǎn)品等，其中SD02適合防盜報警電路。熱釋電型紅外傳感組件的等效電路紅外溫度傳感器的正確使用

由于該傳感器是接收由透鏡入射的紅外光，所以范圍非常重要，如果被測物體以外的紅外光也被采集，就意味著非被測物體的信息也被采集，從而影響到測量的準確性。所以鏡頭的選擇，目標物距離的計算尤為重要。2、熱釋電人體紅外傳感器的應(yīng)用

在熱釋電人體紅外傳感器的應(yīng)用中，其前級配用菲涅爾透鏡，其后級采用帶通放大器，放大器的中心頻率一般取1Hz左右。放大器帶寬對靈敏度與可靠性的影響大。帶寬窄，噪聲小，誤測率低；帶寬寬，噪聲大，誤測率高；但相對快、慢速移動響應(yīng)好。放大器信號的輸出可以是電子輸出、繼電器輸出或可控硅輸出等多種方式。圖11.22為一典型的熱釋電被動紅外報警器電原理圖。其中熱釋電人體紅外傳感器用SD02，透鏡采用CE-024型，探測角度是84°。

熱釋電元件在紅外線檢測中得到廣泛的應(yīng)用。它可用于能產(chǎn)生遠紅外輻射的人體檢測，如防盜門、賓館大廳自動門、自動燈的控制等。熱釋電元件外形熱釋電傳感器應(yīng)用

熱釋電傳感器用于自動亮燈，當然也可以用于防盜

熱釋電傳感器的感應(yīng)范圍熱釋電傳感器在智能空調(diào)中的應(yīng)用

智能空調(diào)能檢測出屋內(nèi)是否有人，微處理器據(jù)此自動調(diào)節(jié)空調(diào)的出風(fēng)量，以達到節(jié)能的目的。

調(diào)中，熱釋電傳感器的菲涅爾透鏡做成球形狀，從而能感受到屋內(nèi)一定空間角范圍里是否有人。上下范圍左右范圍任務(wù)實施P136

光電耦合器件是由發(fā)光元件（如發(fā)光二極管）和光電接收元件合并使用,以光作為媒介傳遞信號的光電器件。

光電耦合器件

工作原理：在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。

輸入輸出完全隔離，有獨立的輸入輸出阻抗，絕緣電阻在1萬兆以上。器件有很強的抗干擾能力和隔離性能，可避免振動、噪聲干擾。特別適宜工業(yè)現(xiàn)場做數(shù)字電路開關(guān)信號傳輸、邏輯電路隔離器、計算機測量、控制系統(tǒng)中做無觸點開關(guān)等?！肮怦睢奔善骷奶攸c：光電耦合器組合形式（1）．光電耦合器的組合形式

燃氣熱水器中脈沖點火控制器

任務(wù)三自動生產(chǎn)線的零件打包系統(tǒng)設(shè)計與制作基本要求：1、60個裝為一盒，12箱裝一車，每完成一道工序，產(chǎn)生一個控制信號。2、準確3、計數(shù)與計數(shù)，以數(shù)字形式進行顯示。顯示不對應(yīng)時，具有校正功能。光電開關(guān)及光電斷續(xù)器

從原理上講，光電開關(guān)及光電斷續(xù)器沒有太大的差別，都是由紅外線發(fā)射元件與光敏接收元件組成，只是光電斷續(xù)器是整體結(jié)構(gòu)，其檢測距離只有幾毫米至幾十毫米，而光電開關(guān)的檢測距離可達幾米至幾十米。

一、光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)和分類

光電開關(guān)可分為直射型和反射型兩大類。直射型光電開關(guān)的發(fā)射器和接收器相對安放，軸線嚴格對準。當有物體在兩者中間通過時，紅外光束被遮斷，接收器接收不到紅外線而產(chǎn)生一個負脈沖信號。直射型光電開關(guān)的檢測距離一般可達十幾米，對所有能遮斷光線的物體均可檢測。

光電開關(guān)外形直射型光電開關(guān)示意圖遮斷報警直射式光電開關(guān)原理ObjectReceiver

直射式光電開關(guān)由相互分離且相對安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當被檢測物體位于發(fā)射器和接受器之間時，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號。被檢測物體光發(fā)射器光接收器光電開關(guān)在流水線上的應(yīng)用（遮光式）送料器定區(qū)域式光電開關(guān)咖啡罐流水線運行方向罐裝高度檢測儲料倉落料口遮斷式光電開關(guān)（計數(shù)）光幕

兩個柱形結(jié)構(gòu)相對而立，每隔數(shù)十毫米安裝一對發(fā)光二極管和光敏接收管，形成光幕，當有物體遮擋住光線時，傳感器發(fā)出報警信號。接收器

光幕應(yīng)用（續(xù)）安全區(qū)示警反射型光電開關(guān)

反射型光電開關(guān)分為兩種情況：

反射鏡反射型

被測物漫反射型（簡稱散射型）。

反射鏡反射型光電開關(guān)

反射鏡反射型光電開關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使用三角棱鏡，它對安裝角度的變化不太敏感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動方向嚴格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。

反射鏡反射型光電開關(guān)工作原理

反射鏡反射型光電開關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體，與反射鏡相對安裝配合使用。反射鏡使用偏光三角棱鏡，能將發(fā)射器發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，只能接受反射鏡反射回來的偏振光。反射板反射鏡被測物體偏振光發(fā)射光被測物漫反射型光電開關(guān)原理漫反射光線反射光線被檢測物體光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線

漫反射型光電開關(guān)集光發(fā)射器和光接受器于一體。當被測物體經(jīng)過該光電開關(guān)時，發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)被測物體表面反射由接受器接受，于是產(chǎn)生開關(guān)信號。額定距離漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用漫反射型光電開關(guān)外形電源指示信號指示表面反射率

對于漫反射式光電開關(guān)發(fā)出的光線需要被檢測物表面將足夠的光線反射回接收器，所以檢測距離和被檢測物體的表面反射率及粗糙程度將決定接收器接收到光線強度，被檢測物體的表面還應(yīng)盡量垂直于光電開關(guān)的發(fā)射光線。光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）透明度測量、控制質(zhì)量檢測光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）商標方向檢測正常情況下，兩個接近開關(guān)都感應(yīng)到商標紙而輸出高電平。如果商標紙沒有對齊，那么將有一個或同時檢測不到商標紙而無高電平輸出

光電斷續(xù)器

工作原理與光電開關(guān)的相同，但其光電發(fā)射器、接收器放置于一個體積很小的塑料殼體中，所以兩者能可靠地對準。分為遮斷型和反射型2種。1—發(fā)光二極管2—紅外光3—光電元件4—槽5—被測物光電斷續(xù)器外形光電斷續(xù)器外形紅色光柱齒盤每轉(zhuǎn)過一個齒，光電斷續(xù)器就輸出一個脈沖。通過脈沖頻率的測量或脈沖計數(shù)，即可獲得齒盤轉(zhuǎn)速和角位移。光電斷續(xù)器的應(yīng)用請寫出轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系式n=？n

測速也可以采用反射式：只要用白紙畫上黑道的圓紙貼在旋轉(zhuǎn)體上即可。其測量電路與透射式相同感煙傳感器(火災(zāi)報警器的一部分)產(chǎn)品:光電開關(guān)光敏電阻相機測距反射式光電傳感器條形碼掃描器光電型傳感器綜合訓(xùn)練習(xí)題

1.光敏電阻的工作原理：光敏電阻上可以加

電壓，也可以加

電壓。加上電壓后，無光照射光敏電阻時，由于光敏電阻的

，電路中只有

的電流，稱

電流；有光照射光敏電阻時，其因

，電路中電流也就

，稱

電流。據(jù)

的大小，即可推算出入射光

的大小。2.光敏二極管的結(jié)構(gòu)與普通

類似，它是在

電壓下工作的。3.光敏二極管的工作原理：光敏二極管的材料和結(jié)構(gòu)與

相似，工作時加

電壓。無光照射光敏二極管時，電路中僅有很小的

電流，相當于二極管截止；當有光照射光敏二極管時，光子激發(fā)出

對，其中

載流子的

運動使電流大大地增加，形成

電流，相當于光敏二極管導(dǎo)通。

電流隨著

的增加而線性地增加。4.光敏三極管的接法也是

反偏、

正偏。有光照射時的