光电传感器的应用(1)
光电传感器的原理及应用
光电传感器的原理及应用作者:2011级 应用物理 向舟望摘要:光电传感器，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。
它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。
关键词:光电传感器、光电效应、敏感器件。
正文引言：在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用。
原理：1、光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率，h 为普朗克常数，h ＝6.63*10-34 J/HZ)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律：式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。
A -h m 212νν=由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。
由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
光电传感器的应用举例
测转速
n=f/N
n—转速； f—脉冲频率； N—圆盘孔数。
5
测速也可以采用反射式：只要用白纸画上
黑道的圆纸贴在旋转体上即可。
其测量电路与透射式相同
调制盘
()
()
()
6
传感器应用实例
六、光传感器的应用——鼠标器
鼠标中的红外接收管就是光传感器。鼠标移动时，
滚球带动 x、y 方向两个码盘转动，红外管接收到一
安全警戒
27
扩散反射式光电开关
料位控制
烟雾报警
带材对中控制
缺料检测
28
扩散反射式光电开关
斜度检测
裂缝检测
透明玻璃瓶检测
长度控制
镜面反射式光电开关
29
限距式光电开关
产品计数
气流量监测
液位检测
检测有无盖
30
限距式光电开关
料径控制
行程控制
转速监测
超速或滞速判别
31
槽型光电开关
定长剪切
起重机位置控制
例13：条形码扫描笔
光敏三极管
发光二极管
扫描笔
条形码卡片
条形码
扫描方向
光电扫描笔
OUT
脉冲列
21
例15：大米分选机
大米及杂质
在光照下，
发出不同
光信号
放
大
器
探头 光源
振动机
控制
电路
滑槽
光箱
光传感器
杂质
驱动器
背景板
气动电磁阀
废弃箱
气源
22
例17：吸收式烟尘浊度检测仪
白炽平
行光源
浅析光电传感器在自动控制系统中的应用
浅析光电传感器在自动控制系统中的应用1. 引言1.1 光电传感器的概念光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的传感器。
其工作原理是利用光电效应或光电晶体效应，将光信号转变为电信号，从而实现对光照强度、光线位置等光学参数的检测和测量。
光电传感器可以感知光线的有无、颜色、亮度等特征，广泛应用于自动化控制系统中。
在自动控制系统中，光电传感器起到了至关重要的作用。
它可以实现光电信号的精准检测和反馈，帮助系统实现自动化控制、监测和调节。
光电传感器能够实现高精度的光学测量，提高系统的稳定性和可靠性。
光电传感器还可以实现对光照条件的实时监测，帮助系统及时调整工作状态，提高生产效率和产品质量。
光电传感器在自动控制系统中扮演着不可替代的角色，为系统的正常运行和高效工作提供了重要支持。
随着技术的不断发展和进步，光电传感器的应用范围将愈发广泛，未来有望在更多领域发挥重要作用。
1.2 自动控制系统的需求自动控制系统在工业生产和日常生活中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展和进步，人们对于自动化控制系统的需求也不断增加。
自动控制系统的需求主要体现在以下几个方面：1. 提高生产效率：自动控制系统可以帮助企业实现生产过程的自动化，从而减少人工操作，提高生产效率。
通过光电传感器等传感器的应用，可以实现对生产设备和生产流程的实时监控和控制，从而提高生产效率和降低生产成本。
2. 节约资源：自动控制系统能够有效地利用资源，降低能源消耗和减少物料浪费。
通过光电传感器等传感器的精准检测和控制，可以实现对资源的有效利用，达到节约资源的目的。
2. 正文2.1 光电传感器在自动控制系统中的作用光电传感器在自动控制系统中的作用是至关重要的。
通过光电传感器，系统可以实时检测物体的位置、颜色、形状等信息，实现对物体的精准识别和定位。
这对于自动控制系统来说是非常必要的，因为只有准确定位到物体，系统才能按照预先设定的程序进行自动化操作。
在工业自动化中，光电传感器常常被用于检测产品的存在与否、位置、流速等信息，广泛应用于包装、印刷、机械加工等领域。
探究漫反射光电传感器原理和应用
探究漫反射光电传感器原理和应用漫反射光电传感器概述漫反射光电传感器是一种能够测量目标物体表面反射光强度的光电传感器。
它的原理是将目标物体发出的反射光通过光电二极管转换成电信号，从而实现测量目标物体和光电传感器之间距离的目的。
漫反射光电传感器通常使用红外线作为光源，因为红外线具有穿透能力强、散射现象少的特点，可以在降低杂散光干扰的情况下更准确地检测目标物体的反射光强度。
漫反射光电传感器还可以通过使用多种滤光片来选择特定波长的光，从而增强检测的准确性和稳定性。
漫反射光电传感器原理漫反射光电传感器的原理是利用反射光强度与距离之间的关系来测量物体与光电传感器之间的距离。
当红外光照射在物体表面时，它会被物体表面反射，反射的光线会被光电二极管所接收。
光电二极管将光转换成电流，这个电流会被变成电压输出，电压的大小与反射光强度成正比，因此可以通过测量电压的大小来反推出物体与光电传感器之间的距离。
漫反射光电传感器的反射光强度与物体的特性有关，如物体的颜色、材质等，因此需要在测量前选择合适的光源和滤光片，从而增强测量的准确性和稳定性。
漫反射光电传感器应用漫反射光电传感器具有广泛的应用领域，其中包括以下方面：工业自动化控制漫反射光电传感器可以用于工业自动化控制中，如检测机器人的位置和姿态，检测物体的存在和位置，控制生产线上的工序等。
电子产品漫反射光电传感器还可以用于电子产品中，如手机和平板电脑的自动屏幕亮度调节，以及手势和移动控制等。
家电、物流等领域漫反射光电传感器可以将生活中的一些家用电器，如自动马桶、智能电视等设备，与物流领域的货物体积计量等应用。
漫反射光电传感器优缺点优点漫反射光电传感器具有以下优点：1.非接触式检测，不容易受到目标物体形状、颜色、表面状态和污染等因素的影响。
2.可以在多种环境下使用，具有良好的适应性。
3.检测距离远，可以实现长距离测量。
缺点漫反射光电传感器的缺点在于：1.检测精度受到目标物体表面光泽、颜色和材质等因素的影响，容易出现误差。
光感传感器的工作原理及应用
光感传感器的工作原理及应用1. 工作原理光感传感器是一种能够感知周围光线强度的电子器件。
它利用光电效应或光敏材料的光电导特性，将光信号转化为电信号进行检测和测量。
光感传感器的工作原理如下：•光电效应原理：光电效应是指当光线照射到金属或半导体材料表面时，材料中的光子会激发材料中的电子，使其脱离原子，形成自由电子。
这些自由电子的运动产生电流，通过测量电流的大小可以确定光线的强度。
•光敏材料原理：光敏材料是一种通过光照射而改变电阻、电容、电流或电压的材料。
光感传感器利用光敏材料的光敏特性来感知周围光线的强度。
当光线照射到光敏材料上时，光相应的激发了材料中的电荷，导致电阻、电容等特性发生变化，通过测量这些变化可以确定光线的强度。
2. 应用领域光感传感器在日常生活和工业领域中有着广泛的应用。
以下是光感传感器的几个常见应用领域：•自动照明系统：光感传感器可以用于自动照明系统中，通过感知周围环境的光线强度来自动调节室内或室外的照明亮度。
在白天光线充足时可以降低照明亮度，节约能源；在天黑时可以增加照明亮度，提供足够的照明效果。
•智能家居系统：光感传感器可以用于智能家居系统中，通过感知室内光线强度来控制窗帘的开关，实现自动调节室内光线亮度。
当光线强度过弱时，窗帘自动打开，增加室内光线；当光线强度过强时，窗帘自动关闭，降低室内光线强度。
•光线测量和监控：光感传感器可以用于光线测量和监控领域，通过感知光线强度来进行光线的测量和分析。
例如，光感传感器可以用于太阳能电池板系统中，实时监测太阳光的强度和变化趋势，进行系统的优化和调节。
•自动车灯系统：光感传感器可以用于汽车行业中的自动车灯系统，通过感知周围环境的光线强度来自动控制车灯的开关。
在夜间或阴天光线不足时，自动打开车灯以增加安全性；在白天光线充足时，自动关闭车灯以节约能源。
•机器人导航：光感传感器可以用于机器人导航中，通过感知环境中的光线强度和方向来判断机器人的位置和朝向。
光电传感器的发展及其应用
光电传感器的发展及其应用导言光电传感器是一类能够将光信号转化为电信号的设备，它具有高灵敏度、快速响应、低功耗等特点，广泛应用于工业自动化、生物医药、环境监测等领域。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨光电传感器的发展历程及其在各个领域的应用。
光电传感器的发展历程光电传感器的起源光电传感器的起源可以追溯到19世纪末，当时科学家们发现某些物质在受到光照时会产生电流。
这一现象被称为光电效应，奠定了光电传感器的理论基础。
光电传感器的发展阶段1.第一代光电传感器：光电管20世纪初，人们发现某些物质对光的敏感性很高，可以将光信号转化为电信号。
光电管就是利用光电效应原理制成的光电转换器件，它具有简单、可靠的特点，被广泛用于光电报警、光电隔离等领域。
2.第二代光电传感器：光敏电阻20世纪50年代，人们发现某些半导体材料在受到光照时电阻发生变化。
光敏电阻是利用光敏材料的电阻特性制成的光电转换器件，它具有体积小、响应速度快的特点，被广泛用于光电测距、光电计数等领域。
3.第三代光电传感器：光电二极管20世纪60年代，人们发现某些半导体材料在受到光照时产生电压。
光电二极管是利用光电效应和PN结的原理制成的光电转换器件，它具有快速响应、高灵敏度的特点，被广泛用于光电开关、光电控制等领域。
4.第四代光电传感器：光电三极管20世纪70年代，人们发现在光电二极管的基础上添加一个感光区，可以进一步提高灵敏度。
光电三极管是利用光电效应和双极晶体管的原理制成的光电转换器件，它具有更高的灵敏度和更低的噪声，被广泛用于光电测量、光电传输等领域。
5.第五代光电传感器：光电二极管阵列20世纪80年代，人们发现将多个光电二极管排列在一起可以形成光电二极管阵列，提高光电转换的效率和精度。
光电二极管阵列被广泛用于图像传感、光谱分析等领域。
6.第六代光电传感器：光电三极管阵列20世纪90年代，人们发现在光电二极管阵列基础上添加一个感光区，可以进一步提高灵敏度。
传感器与检测技术-教案-项目07 光电式传感器的应用
《传感器与检测技术》教案项目七光电式传感器的应用一、教学目标1.了解光电效应。
2.了解各类光电元件。
3.掌握各类光电式传感器的工作原理。
4.掌握光电式传感器测量转速的方法。
二、课时分配本项目共2个任务，本项目安排4课时。
其中理论课时2课时，实践课时2课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生理解能正确识别各类光电式传感器能根据任务要求，正确安装光电式传感器，正确完成光电式传感器测量转速的电路接线，正确测量转速并且读数正确。
的相关知识。
通过本项目的学习，新旧知识得以重新整合，使学生对传感器的认识更完整，更清晰。
四、教学难点1.能识别各类光电式传感器。
2.能根据任务要求，正确安装光电式传感器。
3.正确完成光电式传感器测量转速的电路接线。
4.正确测量转速并且读数正确。
五、教学内容任务一光电式传感器在转速检测中的应用知识链接一、光电效应用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串具有能量（每个光子能量的大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ，即E=hγ）的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
1.外光电效应在光线的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紫外光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
2.内光电效应半导体材料受到光照时，使其导电性能增强，光线越强，阻值越低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为内光电效应。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。
3.光生伏特效应在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象，称为光生伏特效应。
具有光生伏特效应的光电器件有硅、硒、砷化镓、氧化铜、锗等材料做成的光电池。
二、光电元件1.基于外光电效应的光电元件（1）光电管光电管是基于外光电效应原理工作的光电元件。
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。
光电式传感器的应用
在实际应用
中，主要利用光
电池的光照特性、
光谱特性、频率
特性和温度特性
等，通过基本电
路与其它电子线
路的组合可实现
或自动控制的目
的。 -12V
光电池自动干手器
～
12V J1 M
2A
51K
470uf
39K
L
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24
手放入干手器 时，手遮住灯泡发 出的光，光电池不 受光照，晶体管基 极正偏而导通，继 电器吸合。风机和 J 电热丝通电，热风 吹出烘手。手干抽 出后，灯泡发出光 直接照射到光电池 上，产生光生电动 势，使三极管基射 极反偏而截止，继 电器释放，从而切 断风机和电热丝的 电源。
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(a)直射式;(b)透射式;(c)反射式;(d)遮蔽式 光敏器件在工业应用中的基本形式
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四种基本形式
(1)直射式如图 (a)所示,光源本身就是被测物体。被测物 体的光通量指向光敏器件，产生光电流输出。这种形式 常用于光电比色高温计中作光电器件。
(2)透射式如图 (b)所示，光源的光通量一部分由被测物 体吸收，另一部分则穿过被测物体投射到光敏器件上。 该形式常用于测量混合气体、液体的透明度、浓度等。
将光电池作光电转换器件应用，需要光电池具有灵敏 度高、响应时间短等特性，但不必需要像太阳电池那样的 光电转换效率。这一类光电池需要特殊的制造工艺，主要 用于光电检测和自动控制系统中。
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光电池应用举例
（1）太阳电池电源
太阳电池电源系统主要由太阳电池方阵、蓄电池组、调节 控制和阻塞二极管组成。如果还需要向交流负载供电，则加一 个直流－交流变换器，太阳电池电源系统框图如图。
光电传感器的应用
光电传感器的应用
光电传感器是一种利用光电效应来检测物体的传感器，它可以检测物体的位置、速度、形状等信息。
1.
工业自动化：光电传感器可以用于检测物体的位置、速度、形状等信息，可以用于自动控制机器的运行，从而提高工业生产的效率。
2.
安全监控：光电传感器可以用于检测物体的位置、速度、形状等信息，可以用于安全监控，从而保证安全。
3.
汽车行业：光电传感器可以用于检测汽车的位置、速度、形状等信息，可以用于自动驾驶，从而提高汽车的安全性。
4.
医疗行业：光电传感器可以用于检测人体的位置、速度、形状等信息，可以用于医疗诊断，从而提高医疗效率。
传感器技术应用-物料检测光电传感器应用
三、任务实施
传感器技术应用
步骤6：调节光电传感器的灵敏度，在1厘米内能检测到物料。
04
Part One
任务总结
传感器技术应用
四、任务总结
• 漫反射式光电传感器的工作原理 • 光电传感器选型要考虑的因素 • 光电传感器测距的调整方法
传感器技术应用
传感器技术应用
谢谢
在传感器后有导线接出，可以直接与后续设备连接。而接插件式只有 接插头，要与后续设备连接需要配接插件，便于维护更换。
6.其他：工作环境是否需要防油防尘等。一般环境中我们使用标准型 ，而在特殊环境中，例如油雾中使用时，需要选择防油型。
03
Part One
任务实施
传感器技术应用
三、任务实施
传感器技术应用
传感器技术应用
项目五 光电传感器
任务二 物料检测光电传感器应用
目录
CONTENTS
传感器技术应用
1 任务描述 2 知识储备 3 任务实施 4 任务总结
01
Part One
任务描述
传感器技术应用
一、任务描述
传感器技术应用
在工业自动化生产线上，常用漫反射式光电传感器对传送带上的 来料进行检测，确认工件的位置，监测物料堆放的高度等。 还可调节 漫反射式光电传感器的灵敏度，实现对物料检测距离的调整。
关键知识点：漫反射式光电传感器选型、安装、灵敏度及测距。 关键技能点：搜集资料对漫反射式光电传感器进行选型，正确完成漫 反射式光电传感器的灵敏度、测距的调整。
02
Part One
知识储备
传感器技术应用
二、知识储备
传感器技术应用
（一）漫反射式光电传感器
漫反射式光电传感器也称作漫射式光电开关，是一种集发射器和 接收器于一体的光电传感器。发射器发出光线，当有目标物体经过时 ，物体将发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电传感器 就产生了开关信号即检测到了目标物体。当目标物体的表面光亮或其 反光率极高时，漫反射式的光电传感器成为首选的检测模式。
光电传感器应用举例
4.2 传感器的结构设计
如果将被测旋转圆盘置于光电断续器的发光与受光侧之间， 圆盘上有许多狭缝，圆盘旋转，光源发出的光间隔地被狭缝遮 挡，受光侧得到断续的强光和弱光信号。如图5所示，若旋转圆 盘没有旋转，光路检测的光束没有被遮挡，测量电路中，X光敏 二极管上输出电压波形，Y光敏二极管上的输出电压波形是相同 的，相位是相差π/2的。若圆盘旋转，双输出型的输出电压波 形如图6所示，（仅画出Q1的时序图，Q2的时序图道理一样）圆 盘转动方向若向左，Q2输出电压相位落后被屏蔽；反之，圆盘 向右旋转，Q1输出电压相位超落后被屏蔽。因此，两个输出电 压的相位关系反映圆盘的旋转方向，圆盘的位移可以通过Q1， Q2输出脉冲个数的代数和得到。
图3 包装物料的光电色质检测原理
三、光电传感器在电能表自动抄表系统中的应用
传统的电能表为机械式电能表，它是利用电表中的电压元件和 电流元件在铝盘上产生的移进磁场而感生的电涡流，与磁场相互作 用而产生的铝盘转矩作为动力来驱动由蜗杆、蜗轮及齿轮组等元件 构成的传动机构，从而带动转动式机械计数器的滚轮组来反映铝盘 的转数的。由于铝盘的转数N与负载功率P和时间t成正比，且有
XN=Z*cos YN =Z*sin
为了确保测量精度，计算机的采样时间不能太大，应该接近光电传感器的反 映时间，最好同步，或者成倍数关系。
4.5 坐标与电压的转换
根据光——电转换原理，输出的电压变化规律也正好是周期变化，变化的灵敏 度与狭缝之间的距离有关，狭缝之间的距离可以根据需要加工，但受到工艺和技 术水平的限制，也可以通过计算机特性补偿得到。
一、带材跑偏检测器
带材跑偏检测器用来检测带型材料在加工 中偏离正确位置的大小及方向，从而为纠偏 控制电路提供纠偏信号，主要用于印染、送 纸、胶片、磁带生产过程中。光电式带材跑 偏检测器原理如图1所示。光源发出的光线经 过透镜1会聚为平行光束，投向透镜2，随后 被会聚到光敏电阻上。在平行光束到达透镜2 的途中，有部分光线受到被测带材的遮挡， 使传到光敏电阻的光通量减少。
(整理)光电传感器在的应用.
光电传感器的研究摘要:随着微电子技术、光电半导体技术、光导纤维技术以及光栅技术的出现和发展，光电传感器种类也日益增多，光电传感器得到越来越多的应用。
且光电传感器具有其他传感器不能取代的优越性，故它还具有很大的发展前景。
光电传感器的物理基础是光电效应，它由光电材料构成的器件，既用于检测直接引起光量变化的非电量，也可用来检测其他的能转换成光量变化的非电量。
此外，光电传感器还具有非接触测量、响应快、性能可靠等特点，因此它被广泛的应用于各行各业中。
关键词：光电传感器光电效应传感器应用传感器特点Pick to:With the appear and development of microelectronic technique , photoelectric semiconductor technology,optical fiber technology ,and grating technology, he types of photoelectric sensor become increasing ,which makes photoelectric sensor more be used. Moreover, photoelectric sensor and sensor cannot replace the other advantages , therefore it also has great development prospects.The physical basis of the photoelectric sensor is the photoelectric effect, device which is composed of a photoelectric material, both for detecting directly caused by light changing non-electrical, can also be used to detect other energy converted into light changes of non-electric. In addition, the photoelectric sensor also has non-contact measurement, fast response, reliable performance, etc, so it is widely used in all walks of life.Key words: photoelectric sensor, the photoelectric effect, Sensor applications,Sensor characteristics1.引言随着当今科学技术的飞速发展，自动化已经应用到各行各业中，而一个国家的自动化水平是用检测与转换仪表以及传感器的种类和数量的多少来衡量的，故传感器在先当社会中发挥着很重要的作用。
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5
6.2 光电传感器的应用
(a)
(b)
(c)
(d)
（a）直射式 （b）透射式 （c）反射式 （d）遮蔽式 图 6.20 光电传感器的集中形式
1—被测物 2—光电器件 3—恒光源
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6
6.2 光电传感器的应用
2．透射式 透射式光电传感器如图6.20（b）所示，恒
光源发射的光通量一部分由被测物体吸收，另 一部分则穿过被测物体投射到光电器件上。透 射式光电传感器可根据被测对象对辐射光的吸 收量或对频谱的选择来测量液体、气体的透明 度和浊度或对气体进行成分分析、对液体中某 种物质的含量进行测定等。
6.2 光电传感器的应用
➢6.2.1 光电传感器的基本组成
Φ1
Φ2
I
光源
光Байду номын сангаас通路
光电器件
测量电路
X1
X2
图 6.19 光电传感器基本组成
可编辑ppt
1
6.2 光电传感器的应用
1．光源 光电传感器中的光源可采用白炽灯、气体放电灯、
激光器、发光二极管以及能够发射可见光谱、紫外线 光谱和红外线光谱的其他器件。 2．光学通路 光学通路中常用的光学元件有透镜、滤光片、光阑、 光楔、棱镜、反射镜、光通量调制器、光栅以及光导 纤维等，主要用来对光参数进行选择、调整和处理。 被测信号有两种途径转换成光通量的变化，一是被 测量X1直接对光源进行作用，使光通量Φ1发生变化； 另外一种方式是被测量X2作用于光学通路中，使传播 过程中的光通量Φ2发生变化。
光二极管所发出的光线，被反射
到光敏三极管，光敏三极管产生
光电流而导通。整个条形码被扫
描笔扫过之后，光敏三极管将条
形码变成了一个个电脉冲信号，
该信号经放大、整形后便形成了
脉冲列，再经计算机处理后，完
成对条形码信息的识读。可编辑ppt
图 6.23 条形码扫描笔
13
可编辑ppt
8
6.2 光电传感器的应用
4．遮蔽式
遮蔽式光电传感器如图6.20（d）所 示，恒光源发射出的光通量投射到被测 物体上，受到被测物体的遮蔽，使照射 到光电器件上的光通量改变，光电元件 的输出反映了被测物体的尺寸。遮蔽式 光电传感器常用于测量被测物体的几何 尺寸、运动状态（线位移、角位移）等。
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6.2 光电传感器的应用
3．光电器件 光电器件的作用是检测照射其上的光
通量的变化，并转换成为电信号的变化。 4．测量电路 由于光电器件输出的电信号较小，因
此需采用测量电路对信号进行放大和转 换处理，把光电器件输出的电信号变换 成后续电路可用的信号。
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3．反射式 反射式光电传感器如图6.20（c）所示，恒
光源发出的光通量投射到被测物上，然后从被 测物表面反射到光电器件上，反射的光通量取 决于被测物体的反射条件。由于反射光通量的 多少取决于被测对象表面的性质和状态，因此 反射式光电传感器常用于测量工件表面的粗糙 度、纸张的白度等。
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6.2.3 光电传感器应用举例 1．反射式烟雾报警器
（a）结构
（b）电路
图 6.21 烟雾报警器
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2．光电转速计 光电转速计如图6.22所示。在待测转速铀上
固定一带孔的设置盘，在设置盘一边为恒光源， 另一边接光电转换器。当光电转换器V1无光照 时当，恒光V1源、产T1、生T的2截光止通，过T小3饱孔和照，到U光O电为传低感电器平上。， 即V1有光照时，V1、T1、T2导通、T3截止，UO 为高电平，因此转轴每转一周，电路就输出一 个脉冲信号，送入计数器进行计数，通过计算 可以得出转速，并可通过显示器进行显示。
6.2.2 光电传感器的基本类型 光电传感器按照其输出信号的类型可分为
模拟量光电传感器和数字量光电传感器。 模拟量光电传感器是把被测量转换成连续
变化的光电流； 数字量光电传感器是把被测量转换成断续
变化的光电流，输出信号只有两种状态，即 “通”与“断”的开关状态。
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6.2 光电传感器的应用
在模拟量光电传感器应用中，根据被测物、 光源、光电器件之间的关系，又可分为直射式、 透射式、反射式和遮蔽式四种。
1．直射式
直射式光电传感器如图6.20（a）所示，光 源本身就是被测物体，被测物发出的光投射到 光电元件上，产生光电流输出。其典型应用有 光电高温比色温度计、光照度计、照相机曝光 量控制等。
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6.2 光电传感器的应用
图 6.22 光电转速计
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3．条形码扫描笔
扫描笔的结构如图6.23所示，
前方为光电读入头，当扫描笔头
在条形码上移动时，若遇到黑色
线条，发光二极管发出的光线将
被黑线吸收，光敏三极管接受不
到反射光，呈现高阻抗，处于截
止状态；当遇到白色间隔时，发