光电传感器原理

①光的性质

直射

   光在空气中和水中时，总是直线传播。

   使用对射型传感器外置的开叉来检测微小物体的示例便是运用了这种原理。

曲折 

   是指光射入到曲折率不同的界面上时，通过该界面后，改变行进方向的现象。

   反射（正反射、回归反射、扩散反射） 在镜面和玻璃平面上，光会以与入射角相同的角度反射，称为正反射。 3个平面互相直角般组合的形状称为三面直角棱镜。 如果面向三面直角棱镜投光，将反复进行正反射，最终的反射光将向投光的反方向行进。

   这样的反射称为回归反射。 多数的回归反射板都是由数mm角的三面直角棱镜按规律排列而构成的。 此外，在白纸等没有光泽性的表面上，光线将向各个方向反射，这样的反射称为扩散反射。 扩散反射型将该原理作为检测方式。

偏光 

  光线可以表现为与其行进方向垂直的振动波。作为光电传感器的光源，主要使用LED。从 LED投射的光线，会在与行进方向垂直的各个方向上振动，这种状态的光称为无偏光。将无偏 光的光的振动方向限制在一个方向上的光学过滤器称为偏光过滤器。即从LED投光，并通过偏 光过滤器的光线只在一个方向上振动，模拟量光电开关型号，这种状态称为偏光（正确地说应为直线偏光）。

   在某 一方向（例如纵方向）上振动的偏光，无法通过限制在其垂直方向（横方向）上振动的偏光 过滤器。回归反射型的M.S.R功能（→③M.S.R.功能（Mirror Surface Rejection：镜面体光泽 清除）页）和作为对射型配件的防止相互干扰过滤器就是应用了这种原理。

②光源 

   光的点亮方式 〈脉冲变调光〉 多数光电传感器采用脉冲变调光，基本以一定周期反复投光。 由于很容易排除杂乱光的影响，所以可以实现长距离检测。在带防止相互干扰功能的类型中 ，投光的周期会根据干扰光和杂乱光而在一定范围内变化。

〈直流光〉 是连续投射一定光量的光线，在标记传感器等部分机型中使用。能得到高速响应性，但有检 测距离短，容易受杂乱光影响等缺点。  

光源色与种类

③光纤型 构造 

   由于检测部（光纤）中完全没有电气部分，模拟量光电开关商家，所以耐干扰等耐环境性良好。

E3X-DA-S（数字放大器）

   检测原理 光纤由中间的核心和外围部分曲折率较小的外包金属构成。 如果光线入射到核心部分，光线将会在与外包金属的交界面上一边反复进行全反射，一边行进。通过光纤 内部从端面发出的光线以约60°的角度扩散，照射到检测物体上。

光电传感器分类

①按检测方式分类

   (1)对射型 检测方式 为了使投光器发出的光能进入受光器，对向设置投光器与受光器。 如果检测物体进入投光器和受光器之间遮蔽了光线，进入受光器的光量将减少。 掌握这种减少后便可进行检测。

此外，检测方式与对射型相同，在传感器形状方面，也有投光受光部一体化，称为槽形的种类。

特长： 动作的稳定度高，检测距离长。（数cm～数十m） 即使检测物体的通过线路变化，模拟量光电开关批发，检测位置也不变。 

   (2)扩散反射型 检测方式 在投受光器一体型中，通常光线不会返回受光部。如果投光部发出的光线碰到检测物体，检 测物体反射的光线将进入受光部，受光量将增加。掌握这种增加后，便可进行检测。

特长： 检测距离为数cm～数m。 便于安装调整。 在检测物体的表面状态（颜色、凹凸）中光的反射光量会变化，检测稳定性也变化。

   (3)回归反射型 检测方式 在投受光器一体型中，通常投光部发出的光线将反射到相对设置的反射板上，回到受光部。 如果检测物体遮蔽光线，进入受光部的光量将减少。 掌握这种减少后，便可进行检测。

特长 检测距离为数cm～数m。 布线.光轴调整方便（可节省工时）。 检测物体的颜色、倾斜等的影响很少。 光线通过检测物体2次，所以适合透明体的检测。 检测物体的表面为镜面体的情况下，模拟量光电开关，根据表面反射光的受光不同，有时会与无检测物体的状 态相同，无法检测。这种影响可通过MSR功能来防止。

(4)距离设定型 检测方式         

   作为传感器的受光元件，使用2比例光电二极管或位置检测元件。通过检测物体反射的投 光光束将在受光元件上成像。这一成像位置以根据检测物体距离不同而差异的三角测距原理 为检 测原理。         

   比例光电二极管的一端（接近外壳的 一侧）称为N（Near）侧，而另一端称为F（Far）侧。检测物体存在于已设定距离的位置上 的情况下，反射光将在N侧和F侧的中间点成像，两侧的二极管将受到同等的光量。

   此外，相 对于设定距离，检测物体存在于靠近传感器的位置的情况下，反射光将在N侧成像。相反的， 相对于设定距离，检测物体存在于较远的位置的情况下，反射光将在F侧成像。传感器可通过 计算N侧与F侧的受光量差来判断检测物体的位置。

光电传感器的分类和工作原理

     光电传感器，是一种检测光信号并将其转换为电信号的传感器件，其既可用于检测光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等可直接引起光量变化的非电量，也可用于检测零件直径、表面粗糙度、应变、位移等可间接转换为光量变化的非电量。由于光电传感器具有性能高、响应快、非接触等诸多特点，在工业自动化装置及机器人领域都有着重要的应用，特别是近年来图像传感器的产生，为光电传感器的进一步发展开辟了新篇章。

     光电传感器的工作原理; 光电传感器主要由发送器、检测电路三大部分构成。其中，发送器用于对准半导体光源、发光二极管、激光二极管、红外发射二极管等发出的目标光束;接收又可分为光电二极管、光电三极管、光电池等，在接收前面还装有透镜、光圈等光学元件，主要用于接收目标光束并将接收到的光信号转换为电信号;检测电路用于检测接收到的电信号并过滤出有效信号，将其传递至下一模块进行该电信号的实际应用。  

光电传感器的分类   

     ⑴槽型光电传感器; 把一个光发射和一个接收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。

    ⑵对射型光电传感器; 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对射分离式光电开关，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。

    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。

    ⑷扩散反射型光电开关; 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找不到的。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，输出一个开关信号。