光电传感器的工作原理:光电传感器工作原理

2021/11/12 06:25 · 传感器知识资讯 ·  · 光电传感器的工作原理:光电传感器工作原理已关闭评论
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光电传感器的工作原理:光电传感器工作原理光电传感器工作原理及分类光电传感器是一种小型电子设备,各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。它主要是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。光电传感器光电传感器一般

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光电传感器的工作原理:光电传感器工作原理

光电传感器工作原理及分类
光电传感器是一种小型电子设备,各种光电检测系统中实现光电转换的关键 元件。它主要是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电 式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得 广泛应用。 光电传感器光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 把被测量的变化 转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电效应原理光电元件是光电传感器中最重要的组成部分,它的核心工作原理是不同类型 的光电效应。根据波粒二象性,光是由光速运动的光子所组成, 当物体受到光线照射时, 其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态,自身的电性质也会发生改变,这样的现象称 为光电效应。 根据电属性状态的不同变化,将光电效应分为以下三种: 1)外光电效应 在光线作用下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
2)光电导效应 半导体内的电子吸收光子后不能跃出半导体,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动 势的现象称为内光电效应。内光电效应按其工作原理可分为光电导效应和光生伏特效应。 基于光电导效应的光电元件有光敏电阻,光敏晶体管等
3)光生伏特效应 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 光电元件有光电池和光敏二极管、三极管等
光电元件工作原理基于不同的光电效应,我们来看一下他们分别是如何工作的: 外光电效应器件利用物质在光的照射下发射电子的外光电效应而制成的光电器件,一般都 是真空的或充气的光电器件,如光电管和光电倍增管。 以光电管为例,当入射光照射在阴极上时,单个光子把它的全部能量传递给阴极材料中的 一个自由电子,从而使自由电子的能量增加。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功时, 它就可以克服金属表面束缚而逸出,形成电子发射,这种电子称为光电子。 只有当入射 光的频率高于极限频率时,才会产生光电子。
光电子产生之后,被真空管中的阳极所吸收,从而产生电流。若此时增加光照强度,更多 的光子将会照射到阴极材料,从而产生更多光电子,光电流也会相应增加。在电阻 R 值确 定的情况下,回路中的光电流与入射光的光照强度成函数关系,从而实现光电转化,通过 测量电路读取电流数,即可算出光照强度。 内光电效应器件利用物质在

光电传感器的工作原理:光电传感器工作原理及应用

在信息高速化发展的今天,检测技术也在大步伐的向前迈进,人们在日常的生产生活中都离不开检测技术,下面皮卡中国小编将为您介绍光电传感器,它在各行各业中都有着广泛的应用,因为自身独有的特点,光电传感器有着其他传感器无法比拟的优势,跟随小编一起来了解光光电传感器工作原理及应用 。
什么是光电传感器
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它是将被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号来实现控制的。
光电传感器工作原理
光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。原文地址:
此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。
光电传感器优缺点
优点,非接触,无触点无机械结构,寿命长,基本免维护。
缺点,不在密封环境下用就很容易被污染失效。
光电传感器分类
光电传感器根据结构的不同可以分为以下三种类型:
1、放大器分离型
放大器分离型是将放大器与传感器分离,并采用专用集成电路和混合安装工艺制成,由
于传感器具有超小型和多品种的特点,而放大器的功能较多。
2、放大器内藏型
放大器内藏型是将放大器与传感一体化,采用专用集成电路和表面安装工艺制成,使用直流电源工作。
3、电源内藏型
电源内藏型是将放大器、传感器与电源装置一体化,采用专用集成电路和表面安装工艺制成。
然而根据检测方式有可以分为四种类型。
1、对射型光电传感器
由发射器和接收器组成,结构上是两者相互分离的,在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化,典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。
2、反光板型光电开关
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。
3、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,收光器就收到信号,输出一个开关信号。
4、槽型光电传感器
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。
5、光纤式光电开
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。
光电传感器特点1、高可靠性、长寿命、免维护
由于对传感器内部的所有元器件进行了树脂浇封处理,传感器内部没有任何机械活动部件,因此传感器可靠性高、寿命长、免维护。
2、可制成多点液位传感器
由于光电探头体积相对小巧,可以在一个测量体上安装多个光电探头制成多点液位传感器、变送器。
3、液面检测准确、高重复性、快速响应
液位的输出只与光电探头是否接触液面(体)有关,与介质的其它特性(温度、压力、密度、电参数)无关,故液面检测准确、重复精度高;响应速度快,液面控制非常精确。
4、免调试、免校验,直接安装即可应用
由于液位信号输出只与液体是否接触光电探头有关,与其它因素无关,因此不需调校,可直接安装使用。
5、适应特种容器安装
光电探头体积超小,可分开安装在狭小空间中适合特殊罐体或容器中使用。
6、适应环境能力强
真空、压力环境、 易燃易爆场合,以及特殊的液体环境如:湍流、气泡、振动,蒸汽, gdy-系列液位传感器均可适应。
光电传感器的应用1、烟尘浊度监测仪
烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加,光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加,到达光检测器的光减少,因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。
2、产品计数器
产品在传送带上运行时,不断地遮挡光源到光电传感器的光路,使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次,光电传感器电路便产生一个脉冲信号,因此,输出的脉冲数即代表产品的数目,该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。
3、测量转速
在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色,转动时,反射光与不反射光交替出现,光电传感器相应地间断接收光的反射信号,并输出间断的电信号,再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号,最后由电子数字显示器输出电机的转速。
4、光电式烟雾报警器
没有烟雾时,发光二极管发出的光线直线传播,光电三极管没有接收信号。没有输出,有烟雾时,发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射,使三极管接受到光线,有信号输出,发出报警。
5、光电池在光电检测和自动控制方面的应用
由于光电池工作时不需要外加电压;光电转换效率高,光谱范围宽,频率特性好,噪声低等,它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。
6、条形码扫描笔
光电传感器也应用于条形码扫描笔上,完成对条形码信息的识别。
结语:以上就是关于光电传感器知识的介绍,光电传感器具有体积小、重量轻、高灵敏度、结构简单、定位精准等多种的优点,因此它被广泛应用于多个各业中。随着新的光电技术不断发展,相信将为光电传感器应用抒写新的篇章。
拓展内容:
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光电传感器的工作原理:光电传感器的工作原理是什么?详细介绍

光电传感器的工作原理及分类

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光电传感器工作原理

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光电传感器原理

光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积

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光电传感器有哪些品名编号

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2019-09-29 15:35:00

光电传感器的工作原理与光电元件的介绍

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光电传感器的工作原理及其作用与应用

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光电传感器和光纤传感器的区别是什么

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3种光电效应,解读光电传感器核心工作原理

光电传感器指采用光电元件来检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器,一般由发送器、接收器和检测电路三部分组成,工作原理是先把被测量的变化转换成光信号的变化,再将光信号的变化转换成电信号的变化。

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光纤传感器和光电传感器的区别是什么

光纤传感器和光电传感器作为两种典型的传感器,其在生产测量当中的应用都是比较广泛的,那么两者究竟有什么区别呢?接下来就从原理及应用两方面对二者的区别进行逐一的分析。

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光纤传感器与光电传感器的原理、区别

光纤传感器和光电传感器作为两种典型的传感器,其在生产测量当中的应用都是比较广泛的,那么两者究竟有什么区别呢?接下来就从原理及应用两方面对二者的区别进行逐一的分析。

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光电传感器的工作原理以及产品应用案例的解析

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光电传感器是如何工作的

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控制的。光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。

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怎么选择光电传感器

光电传感器一般至少有9种以上传感模式,使用两个光源,有三种封装尺寸,5种以上的检测范围,并可以使用各种安装方式、输出与工作电压的组合购买。这产生了令人困扰的种类繁多的候选传感器可能性,使人难以选择。那么我们该怎么选择光电传感器呢?

2020-03-15 16:01:00

一文知道光纤传感器和光电传感器的区别

光纤传感器和光电传感器都是通过光电原理设计传感器,广泛应用于自动化设备上。光电传感器较为简单一些,价格也较低,常用于检测较大的物体;光纤传感器可以检测较为精细的物体。

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激光传感器与光电传感器的区别及应用原理解析

激光传感器与光电传感器的不同之处就是激光传感器可以说是超极版的光电传感器。

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光纤传感器与光电传感器两者之间有什么差异

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光电传感器的应用领域以及工作特点介绍

光电传感器利用物体挡断或减小传感器所接收到的光来检测有无物体,当物体在检测区域内,传感器接收到的光信号减小

2019-11-01 15:30:50

光电传感器工作原理及分类

光电传感器是一种小型电子设备,各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。它主要是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

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光电传感器有哪些用途?

光电传感器大家都知道是一种常用的测量仪器,应用的范围也是非常广泛的。那么大家都是知道光电传感器的实际用途是什么呢?其实光电传感器对于我们日常的生活也是起着很大的作用的,像是光电传感器在烟尘监测可以监测污染的程度,不仅如此光电传感器在光电检测中也发挥着很大的作用,下面就来具体介绍一下吧。

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什么是光电传感器?有什么特点?

光电传感器是利用光线检测物体的传感器的统称。由传感器的发射部分发射光信号并经被检测物体的反射、阻隔和吸收,再被接受部分检测并转换为相应电信号来实现控制的装置。光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发射器,接收器和检测电路。

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光电传感器的原理是什么?有哪些特点和应用?

光电传感器是一种小型电子设备,各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。它主要是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电传感器主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果

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光电传感器的工作原理:光电传感器的组成部分及工作原理解析

描述
光电传感器是采用光电元件作为检测元件,首先把被测量的变化转变为信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。近年来,随着光电技术的发展,光电传感器已成为系列产品,其品种及产量日益增加,用户可根据需要选用各种规格产品,在各种轻工自动机上获得广泛的应用。
1、光电式带材跑偏检测器
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。
R1、R2是同型号的光敏电阻。R1作为测量元件装在带材下方,R2用遮光罩罩住,起温度补偿作用。当带材处于正确位置( 中间位)时,由R1、R2、R3、R4组成的电桥平衡,使放大器输出电压U0为0。当带材左偏时,遮光面积减少,光敏电阻R1阻值减少,电桥失去平衡。差动放大器将这一不平衡电压加以放大,输出电压为负值,它反映了带材跑偏的方向及大小。反之,当带材右偏时,U0为正值。输出信号U0一方面由显示器显示出来,另一方面被送到执行机构,为纠偏控制系统提供纠偏信号。
图2 带材跑偏检测器测量电路
2、包装充填物高度检测
用容积法计量包装的成品,除了对重量有一定误差范围要求外,一般还对充填高度有一定的要求,以保证商品的外观质量,不符合充填高度的成品将不许出厂。图3所示为借助光电检测技术控制充填高度的原理。当充填高度h偏差太大时,光电接头没有电信号,即由执行机构将包装物品推出进行处理。
图3 利用光电检测技术控制充填高度
3、光电色质检测
图4为包装物料的光电色质检测原理。若包装物品规定底色为白色,因质量不佳,有的出现泛黄,在产品包装前先由光电检测色质,物品泛黄时就有比较电压差输出,接通电磁阀,由压缩空气将泛黄物品吹出。
图4 包装物料的光电色质检测原理
4、彩塑包装制袋塑料薄膜位置控制
图5为包装机塑料薄膜位置控制系统原理。
成卷的塑料薄膜上印有商标和文字,并有定位色标。包装时要求商标及文字定位准确,不得将图案在中间切断。薄膜上商标的位置由光电系统检测,并经放大后去控制电磁离合器。薄膜上色标( 不透光的一小块面积,一般为黑色)未到达定位色标位置时,光电系统因投光器的光线能透过薄膜而使电磁离合器有电而吸合,薄膜得以继续运动,薄膜上的色标到达定位色标位置时,因投光器的光线被色标挡住而发出到位的信号,此信号经光电变换、放大后,使电磁离合器断电脱开,薄膜就准确地停在该位置,待切断后再继续运动。
图5 薄膜位置控制系统示意图
当薄膜上的色标未到达光电管时,光电继电器线圈无电流通过,伺服电机转动,带动薄膜继续前进。当色标到达光电管位置时,光电继电器线圈有电流,伺服电机立即停转,因而薄膜就停在那一个位置。当切断动作完成后,又使伺服电机继续转动。如图6所示。
图6 薄膜位置控制示意图
5、其他方面的应用
利用光电开关还可以进行产品流水线上的产量统计、对装配件是否到位及装配质量进行检测,例如灌装时瓶盖是否压上、商标是否漏贴(见图7),以及送料机构是否断料(见图8)等。
图7 瓶子灌装检测示意图
图8 送料机构检测示意图
此外,利用反射式光电传感器可以检测布料的有无和宽度。利用遮挡式光电传感器检测布料的下垂度,其结果可用于调整布料在传送中的张力,利用安装在框架上的反射式光电传感器可以发现漏装产品的空箱,并利用油缸将空箱推出。
6、结束语
可以预见,随着自动化技术的迅速发展,光电传感器在轻工自动生产线上作为检测装置将获得越来越广泛的应用。
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