传感器相关资料大全--光电传感器原理及应用

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1、《PLC&FA》：2008年1月光电传感器原理及应用Banner公司产品经理乔勇惠1光电传感器原理电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头.将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上（见图1）。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今夭光电传感器的雏形。图1光电传感器原理图发光二极管最早出现在19世纪60年代，现在找们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管作为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，

2、其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时.它会发光。由干LED是固态的.所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不彖白炽灯那样，LED抗震动抗冲击，并且没有灯丝。另外，LED所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一部分。（激光二极管除外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能达到更远的检测距离）LED能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。2经调制的LED传感器1970年，人们发现LED还有一个比寿命长更好的优点，就是它能够

3、以非常快的速度来开关，开关速度可达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行放大。经过调制的光源到我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台，就可以忽略其他的无线电波信号。经过调制的LED发射器就类似于无线电波发射器，其接收器就相当于收音机。人们常常有一个误解：认为由于红夕卜光LED发出的红外光是看不到的，那么红外光的能冒肯定会很强。经过调制的光申.传感器的能量的大小与LED光波的波长无太大关系。一个LED发出的光能很少，经过调制才将其变得能量很高。一个未经调制的传感器只有通过使用长

4、焦距镜头的机械屏蔽手段，使接收器只能接收到发射器发出的光，才能使其能屋变得很高。相比之下，经过调制的接收器能忽略周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。未经调制的传感器用来检测周围的光线或红外光的辐射，如刚出炉的红热瓶子，在这种应用场合如果使用其它的传感器，可能会有误动作。如果一个金属发射出的光比周围的光强很多的话，那么它就可以被周围光源接收器可靠检测到。周围光源接收器也可以用来检测室外光。但是并不是说经调制的传感器就一定不受周围光的干扰，当使用在强光环境下时就会有问题。例如，未经过调制的光电传感器，当把它直接指向阳光肘，它能正常动作。

5、我们每个人都知道，用一块有放大作用的玻璃将阳光聚集在一张纸上时，很容易就会把纸点燃。设想将玻璃替换成传感器的镜头，将纸替换成光电三极管，这样我们就很容易理解为什么将调制的接收器指向阳光时它就不能工作7,这是周围光源使其饱和了。调制的LED改进了光电传感器的设计.增大了检测距离，扩展了光束的角度，人们逐渐接受了这种可靠易于对准的光束。到1980年，非调制的光电传感器逐步就退出了历史舞台。红外光LED是效率最高的光束，同时也是在光谱上与光电三极管最匹配的光束但是有些传感器需要用来区分颜色（如色标检测），这就需要用可见光源。mrwsemen,mewMiud

6、Dr5104在早期，色标传感器使用白炽灯做光源，使用光电池接收器，直到后采发明了高效的可见光LED。现在.多数的色标传感器都是使用经调制的各种颜色的可见光LED发射器。经调制的传感器往往牺牲了响应速度以荻取更长的检测距离，这是因为检测距离是一个非常重要的参数。未经调制的传感器可以用来检测小的物体或动作非竜快的物体，这些场合要求的响应速度都非常快。但是，现在高速的调制传感器也可以提供非常快的响应速度，能满足大多数的检测应用。3检测模式电传感器的检测模式分为如下几类：对射式、反射板式、偏振反射板式、直反式、宽光束式、聚焦式、定区域式和可调

7、区域式。其中，直反式、宽光束式，聚焦式、定区域式和可调区域式有时又归类于“光电接近检测模式”（注意：不要与电容式或电感式接近开关混淆）。对于光纤传感器，如使用对射光纤，则为对射式检测模式；如使用直反式光纤，则为接近式检测模式。3.1对射式射式检测方式的发射器和接收器相互对射安装，发射器的光直接对准接收器。当被测物挡住光束时，传感器输岀产生变化以指示被测物被检测到。（见图2）图2对射式检测模式对射式罡最早使用的一种光电检测模式.在调制光岀现之前，发射器和接收器的对准是一个很大的难题。今天，对于使用高能调制光的光电传感器，将发射器和接收器对准己非常容易。

8、光路对准-对射式光路对准可使最大数量的发射光到达接收器，发射光要位于接收区域的中央位置。当发射器为可见光时，